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Ahr river overbank sediments: grain sizes, carbonates and soil organic parameters (Mayschoß-Transect, core Ahr2022-1_1, Ahr2022-1_2, Ahr2022-2_1, Ahr2022-2_2)

Four sediment cores from the Mayschoß floodplain (Ahr) were analysed for grain size, carbonates and soil organic parameters. For this purpose, the freeze-dried samples were sieved (2 mm) to remove large organic matter and the samples were separated into fine (< 2mm) and coarse (> 2 mm) fractions. For the grain size analysis, the fine fraction (< 2 mm), sieved samples (10 g) were left overnight in 35% hydrogen peroxide (H2O2). The samples were then heated to remove organic matter. In addition, the samples were dispersed by a 10 ml solution of 0.4 N sodium pyrophosphate (Na4P2O7) and ultrasonicated (45 min). The sand fraction was separated by dry sieving (classes: coarse sand: 2000 - 630 µm, medium sand: 630 - 125 µm, find sand: 200 - 125 µm and finest sand: 125 - 63 µm). X-ray granulometry (XRG, SediGraph III 5120, Micromeritics) was used to measure the fine fraction (coarse silt: 63 - 20 µm, medium silt: 20 - 6.3 µm, fine silt: 6.3 - 2.0, coarse clay: 2.0 - 0.6 µm, medium clay: 0.6 - 0.2 and fine clay < 0.2 µm). The coarse fraction was divided into two classes (2-10 mm, > 10 mm) by dry sieving. The roundness of gravels (> 10 mm) was also determined (> 10 mm rounded, > 10 mm sub-rounded, > 10 mm angular). The carbonate content of the fine fraction was determined using the Scheibler method. A pre-test is therefore carried out to determine the sample quantity. The more carbonate is contained, the smaller the required sample quantity. During the measurement, a defined amount of 10 % hydrochloric acid (HCL) is then added to the sample and the outgassing of the resulting CO2 is measured. The amount of HCL can be used to calculate the amount of dissolved calcium carbonate (CaCO3). For further geochemical analysis, the samples were pulverised and homogenised using the Retsch vibrating mill MM 200. The content of total carbon, nitrogen and sulphur of the fine fraction was analysed using the vario EL cube (Elementar). For this purpose, the ground fine soil sample was mixed with tungsten oxide (WO3) in a ratio of 1:3 and wrapped in tin foil for analysis. Due to the higher accuracy, the sulphur values of the X-ray fluorescence spectrometry (XRF) were included in the data set. The samples (8 g) were pressed into uniform pills with a carbon-based binder using a Vaneox press at 20 t for 2 min. Elemental analysis was performed in a He atmosphere using a Spectro Xepos energy dispersive XRF spectrometer. The complete XRF dataset including errors, reproducibility and security of the measurement is also available on Pangaea. Finally, the inorganic and organic carbon as well as the C/N and C/S ratios were calculated. The surface elevation was extracted from Brell et al. (2023).

EasyGSH-DB: Sedimentologie [csv] (1996, 2006, 2016)

Masseprozentuale Kornfraktionierung (¼-ϕ-Intervalle) Definition: Eine Summenkurve ist eine kontinuierliche, monotone mathematische Funktion, die an jeder Stelle einen Masseanteil für die entsprechende Korngröße darstellt. Um diese Funktion menschenlesbar abspeichern zu können, wird sie in vorgegebenen Intervallen diskretisiert, hier in der ϕ-skalierten Summenkurve in ¼-ϕ-Schritten. Datenerzeugung: Die Basis für sedimentologische Auswertungen bilden Oberflächensedimentproben, die im Rahmen des Projektes EasyGSH mittels anisotroper Interpolationsverfahren und unter Berücksichtigung hydrodynamischer Faktoren und Erosions- und Sedimentationsprozesse von Einzelproben verschiedener Jahre auf ein für ein Jahr gültiges Raster interpoliert wurden. An jedem dieser Rasterknoten liegt die Sedimentverteilung daher als Summenkurve vor. Für die Deutsche Bucht liegt dieses Basisprodukt für die Jahre 1996, 2006 und 2016 im 100 m Raster, für die Ausschließliche Wirtschaftszone Deutschlands für das Jahr 1996 im 250 m Raster vor. Aus diesen Summenkurven wird im Wertebereich ϕ = -10 bis ϕ = 10 in ¼-ϕ-Schritten der aufsummierte Masseanteil des jeweiligen Intervalls errechnet und tabellarisch hinterlegt. Produkt: 100 m Raster der Deutschen Bucht (1996, 2006, 2016) beziehungsweise 250 m Raster der Ausschließlichen Wirtschaftszone (1996), an denen für jeden Rasterknoten folgende Informationen bereitgestellt werden: • Information zum Datenersteller (durch Interpolation und Rasterung smile consult GmbH) • Probenbezeichnung (durch Interpolation und Rasterung laufende Nummer) • Gültigkeitsdatum der Kornverteilung • Lage der Kornverteilung • Höhe der Kornverteilung • Koordinatensystem • Median-Korndurchmesser d50 • Tabellarische Auflistung der ¼-ϕ-Intervalle mit ihren Masseanteilen Das Produkt wird im CSV-Format bereitgestellt. Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Sievers, J., Rubel, M., Milbradt, P. (2020): EasyGSH-DB: Themengebiet - Sedimentologie. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.7000.0005 English Download: The data for download can be found under References ("Weitere Verweise"), where the data can be downloaded directly or via the web page redirection to the EasyGSH-DB portal.

Sedimentprobennahme an der Eider 08/2021

Im Rahmen des Projektes Zukunft Eider wurden im August 2021 circa 150 Sedimentproben in der Außen- und Tideeider genommen. Die Proben wurden mittels eines Van Veen Backengreifers als Oberflächenproben gewonnen. Vor Ort wurde eine Bodenansprache durchgeführt. Im Labor erfolgte eine Sieb- und Schlämmanalyse der Bodenproben. Des Weiteren wurde der Glühverlust bestimmt.

Sedimentdaten schleswig-holsteinisches Wattenmeer 2014

Korngrößenverteilungsdaten des Eulitorals des schleswig-holsteinischen Wattenmeeres

TrilaWatt: Sedimentologie (2015-2022)

<span><strong>Definitionen:</strong> In den Geowissenschaften beschreibt die Sedimentologie die Entstehung, Zusammensetzung und Verbreitung von Sedimenten. Die marine Sedimentologie widmet sich der Erforschung von Morpho-, Sediment- und Habitatdynamik in marinen Systemen.</span> <span><strong>Datenerzeugung:</strong> Auf der Basis von einer Vielzahl von Oberflächensedimentproben unterschiedlicher Jahre wurden im Rahmen des Projektes TrilaWatt mit einem prozessorientierten Interpolationsverfahren unter Berücksichtigung hydrodynamischer Effekte (Strömung, Seegang, Bodenschubspannungen) und Erosions- und Sedimentationsmustern reguläre Raster der Oberflächensedimentologie berechnet. An jedem dieser Rasterknoten liegt die Sedimentverteilung als Kornsummenkurve, als Eigenschaften der Summenkurve oder als abgeleitete Größe (bspw. Porosität) vor.</span> <span><strong>Produkte:</strong> Der Datensatz "TrilaWatt: Sedimentologie" beinhaltet Korngrößenverteilungen, sedimentologische Karten der Haupt- und Nebenkomponenten und GeoTiffs des Median-Korndurchmessers d50 bzw. phi50, der Schiefe, der Sortierung (beide nach Folk and Ward, 1957) und der Porosität für die Jahre 2015-2022. Die Datenprodukte liegen im trilateralen Wattenmeer als Basisprodukt im 10 m Raster vor. Die Karten werden in unterschiedlichen Detailstufen angeboten. Die Namensbezeichnungen „short“ und „long“ der sedimentologischen Karten beziehen sich auf Anzahl und Detailgrad der einzelnen Komponenten. Eine CSV-Tabelle mit den Daten der Korngrößenverteilungen und den Koordinaten für jeden Rasterknoten ist vorhanden.</span> <span><strong>English:</strong> Sedimentology describes the formation, composition and distribution of sediments. Marine sedimentology is dedicated to the study of morphological, sediment and habitat dynamics on the seabed. The dataset contains maps of major and minor sediment components and grid data of median grain diameter d50, phi50, skewness, sorting, and porosity for the years 2015-2022. Data are distributed on regular 10 m grids as GeoTIFFs. A table in CSV-format with the grain size distribution and the coordinates for each grid node is also available.</span> <span><strong>Download:</strong> A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads"). </span>

STopP-Synthese: Wattprobenahmen

Wattprobenahmen 2017 auf dem Weg nach Blauortsand und im Speicherkoog. Körngrößenverteilung.

Numerische Modellierung des Suspensionstransports zur Berücksichtigung des lateralen Sedimentaustauschs

Ziel des Projektes ist der Nachweis der numerischen Modellierbarkeit des lateralen Sedimentaustauschs von nicht-kohäsivem Material zwischen Vorland bzw. Buhnenbereich und Hauptgerinne an Binnenwasserstraßen sowie eine Verbesserung der langfristigen morphodynamischen numerischen Modellierungen durch die Berücksichtigung des Suspensionstransports. Aufgabenstellung und Ziel Sedimenttransportprozesse werden bislang in den numerischen flussbaulichen Modellen der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich nahezu ausschließlich als Geschiebetransport abgebildet. Die Limitierungen durch diese Vereinfachung sind gering, sofern das vorrangige Interesse der Untersuchungen dem Hauptstrom gilt. Allerdings werden u. a. durch die Anforderungen aus der EU-Wasserrahmenrichtlinie in den Projekten an Binnenwasserstraßen zunehmend Fragestellungen aufgeworfen, die das Vorland und die Interaktion zwischen Vorland und Hauptgerinne betreffen (z. B. Verlandungen von Vorlandgewässern). Bei zunehmendem Strömungsangriff gerät das als Geschiebe transportierte Material in Suspension; es trägt somit nicht nur zur Sohlentwicklung im Hauptstrom bei, sondern gelangt in Abhängigkeit der Korngröße in die Buhnenfelder und auf das Vorland bzw. wird dort wieder remobilisiert und gegebenenfalls erneut in den Hauptstrom eingetragen. Der seitliche Ein- und Austrag kann somit einen nicht unerheblichen Anteil an der Sedimentbilanz haben. Fragestellungen zu Verlandungstendenzen auf dem Vorland oder zur morphologischen Entwicklung von Vorlandgewässern können nur unter der Berücksichtigung von Suspensionstransport beantwortet werden. Die Anschlüsse zwischen Hauptgerinne und Vorlandgewässer sind oft nicht sohlnah realisiert, um bewusst den Geschiebeeintrag zu verhindern. Ein Materialeintrag auf das Vorland und in die Vorlandgewässer erfolgt dabei vorwiegend in Suspension. Ziel des Projektes ist der Nachweis der numerischen Modellierbarkeit des lateralen Sedimentaustauschs von nicht-kohäsivem Material zwischen Vorland und Hauptgerinne an Binnenwasserstraßen sowie eine Verbesserung der langfristigen morphodynamischen numerischen Modellierungen durch die Berücksichtigung des Suspensionstransports. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Mithilfe von prognosefähigen hydro-morphodynamischen Modellen für Geschiebetransport und Transport in Suspension können Projekte mit zunehmend ökologisch geprägten Fragestellungen effektiv und mit belastbaren Ergebnissen bearbeitet werden. Zudem ist eine Verbesserung der langfristigen morphodynamischen Modellierungen durch die Berücksichtigung der Suspensionsvorgänge zu erwarten. Untersuchungsmethoden Neben einem intensiven Literaturstudium werden in dem Vorhaben vor allem zweidimensionale tiefengemittelte bzw. dreidimensionale numerische Modelle unter Verwendung des Programmpakets openTELEMAC eingesetzt. Zunächst soll das numerische Modell anhand von Labormodellversuchen zum lateralen Sedimentaustausch validiert werden. Dazu gehören auch Sensitivitätsuntersuchungen für eine geeignete kombinierte Suspensions- und Geschiebetransportmodellierung an Bundeswasserstraßen im Binnenbereich. Anschließend können verschiedene Fragestellungen zum lateralen Sedimentaustausch an Prinzipmodellen und spezifischen Flussabschnitten bearbeitet werden, wie z. B. Fragen zur Vermeidung von Sedimentablagerungen bei der Anbindung von Vorlandgewässern an das Hauptgerinne und der kausale Zusammenhang zwischen der Hydrodynamik und dem lateralen Sedimenteintrag bzw. -austrag zwischen Hauptgerinne und Buhnenfeldern.

Festigkeiten nichtbindiger Böden

Herleitung von Korrelationen zur realitätsnahen Beurteilung der Festigkeiten nichtbindiger Böden Die Datenbasis bestehender Korrelationen zur Ermittlung der Festigkeiten nichtbindiger Böden anhand von Drucksondierungen ist gering. Mittels Untersuchungen in einer Versuchsgrube sowie Labor- und Feldversuchen sollen Korrelationen aufgestellt werden, um eine sichere und wirtschaftliche Bemessung zu ermöglichen. Aufgabenstellung und Ziel Das maßgebliche Kriterium zur Bemessung von Bauteilen sowie zur Beurteilung von Standsicherheiten ist neben dem Grundwasserstand die Festigkeit, d. h. die Scherfestigkeit und die Kompressibilität der anstehenden Böden. Während bei Festgestein und bindigen Böden (Tone und Schluffe) vornehmlich direkte Elementversuche an entnommenen Bodenproben im Labor ausgeführt werden, kommen bei nichtbindigen Böden (Sande und Kiese) indirekte Verfahren mittels Sondierungen in Verbindung mit Korrelationen zur Anwendung. Von den unterschiedlichen Sondierverfahren kommt heutzutage überwiegend die Drucksondierung (CPT – Cone Penetration Test) zur Anwendung, um auf die Festigkeiten und die Schichtenfolge der Böden in situ zu schließen. Wie Untersuchungen (z. B. Melzer 1968; Lunne et al. 1997) gezeigt haben, ist das Sondierergebnis einer CPT, d. h. der Spitzenwiderstand und die Mantelreibung, abhängig von diversen Eigenschaften des anstehenden Bodens, wie z. B.: Kornform, Kornverteilung, Lagerungsdichte, Chemismus, Grundwasserstand. Derzeitige Korrelationen (z. B. DIN EN 1997-2, 10/2010) gehen auf einige der Parameter, insbesondere die Kornverteilung, ein. Die Datengrundlage zur Herleitung der derzeit verwendeten Korrelationen basiert lediglich auf oberflächennahen Untersuchungen; die Datenbasis ist gering. Eine Interpretation durch den Sachverständigen für Geotechnik auf Grundlage lokaler Erfahrungen wird daher in den Normen empfohlen. In der norddeutschen Tiefebene stehen regionaltypische nichtbindige Böden in weiten bauwerksrelevanten Bereichen an. Zur realitätsnahen Beurteilung der Festigkeiten dieser Böden sind systematische experimentelle Untersuchungen von Drucksondierungen in einem labortechnischen Druckbehälter (Bild 1) durchzuführen und folglich eigene Korrelationen aufzustellen. Hierbei ist in die unterschiedlichen Ablagerungsmilieus, wie z. B. marine Sedimente, glaziale Schmelzwassersande und Beckensande zu unterscheiden. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) In der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) werden Aufschlüsse für die Erkundung des Baugrunds in großem Umfang als Sondierungen ausgeführt und bilden die Grundlage für die Bewertung des Baugrundes. Nur durch eine zutreffend ermittelte Scherfestigkeit und Kompressibilität des Baugrundes können Bauteile wie Uferwände, Baugrubenwände und -sohlen, Rückverankerungen, Pfähle, etc. wirtschaftlich und ressourcenschonend und gleichzeitig sicher dimensioniert werden. Des Weiteren können mithilfe einer besseren Kenntnis der Festigkeitseigenschaften von Böden Standsicherheiten bestehender Strukturen realitätsnäher berechnet werden, was z. B. bei bestehenden übersteilen Böschungen an Kanälen das Entscheidungskriterium für die weitere Vorgehensweise (Erhalt, Beobachtungsmethode, Ertüchtigung, Neubau) ist. Abschließend kommt den o. g. Parametern in der Planung eine bedeutende Rolle bei der Festlegung geeigneter Bauverfahren zu. Untersuchungsmethoden Es sind experimentelle Untersuchungen in einem labortechnischen Druckbehälter, auch Kalibrierkammer genannt (Bild 1), zur Erstellung eigener Korrelationen vorgesehen. Hierbei sind unter definierten Bedingungen unterschiedliche Korngemische zu untersuchen, um verschiedene Einflussparameter wie z. B. Kornverteilung, Korngröße, Kornform, Lagerungsdichte, etc. und auf das Sondierergebnis zu untersuchen. (Text gekürzt) Herleitung von Korrelationen zur realitätsnahen Beurteilung der Festigkeiten nichtbindiger Böden Die Datenbasis bestehender Kor

STopP: Wattprobenahmen

Wattprobenahmen 2015 südlich von Föhr und nördlich von Langeneß. Körngrößenverteilung und Makrozoobenthos.

Verbesserung der Prozesseffizienz des werkstofflichen Recyclings von Post-Consumer Kunststoff-Verpackungsabfällen durch intelligentes Stoffstrommanagement, Teilvorhaben 9: Sensorbasiertes Qualitätsmanagement und intelligente Sortierung

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