Navigation Lock Filling - Modeled Geometry and Physical Model Measurement Data This data set provides the geometry files and physical model measurement data for the filling process of a large navigation lock with a ship in the lock chamber from a water saving basin. The measured data contains water levels, pressure differences, forces on the ship and the opening height of the valves. The lock consists of a lock chamber with a pressure chamber underneath. Both chambers are hydraulically connected with vertical cylindrical filling nozzles inside the floor between both chambers. The three lateral saving basins are connected to the pressure chamber via two lateral culverts each of smoothly varying rectangular shape. Each saving basin has two of these connecting culverts. A vertical lifting valve in each culvert allows the controlled filling operation from the saving basins into the pressure chamber. In the experiment, the lock chamber is filled from the lowest saving basin. The physical model was constructed at a scale of 1:25. The provided data (geometry and model test results) is scaled to prototype scale by Froude's similitude. The data was used in the following publication: Thorenz, C., Schulze, L. (2021): Numerical Investigations of Ship Forces During Lockage. Journal of Coastal and Hydraulic Strucures. Please cite the paper when using the data.

The Weser estuary at the German North Sea coast serves as a fairway to the harbours of Bremerhaven and Bremen. To ensure safe shipping and navigation, the navigation channel depths are nowadays intensively monitored, and have been so in the past. These are valuable data for consulting and research purposes, and enables investigations leading to a better understanding of hydrodynamics, salt intrusion and morphological processes in the estuary, in the present as well as the past. For recent years, thanks to modern monitoring techniques and digitalization, measuring data has been compiled to consistent digital terrain models of high quality and accuracy. For time periods before the 1990ies however, measurements were scarcer and the data are available only in form of printed bathymetrical and nautical charts. The objective of the project “Historical system states of the Weser estuary (HIWEST)” was to: • digitalize depths measurements starting from 1960, • georeference the data points and • process and compile them to digital terrain models that can be used for research and consulting. The project was led and financed by the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW). It was supported by the Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH) and by the German Water and Shipping Administration (WSV) who provided printed charts and scanned data sets. The smile consulting GmbH was contracted to process the data and compile digital terrain models. One of the main challenges of the project was georeferencing. While georeferencing and projecting in the horizontal domain was comparatively straightforward, the transformation of depths below different chart datums to the Germans mean height reference system represented a challenge. This was accomplished by an algorithm considering spatial polygons provided by BSH and further meta information on the different levelling systems. The accuracy of the data sets differs depending on the quality of the original data. Since the 1990ies, powerful measurement methods such as airborne laser scanning (ALS) and multibeam echo-sounding has led to high resolutions and high data accuracy. In past surveys, the depths were measured in single-beam echo-soundings, often along individual cross sections, and there is no information between these soundings. As a result, the older terrain models are much smoother then the newer ones and contain less detailed information. More technical details can be found in the appendix of the technical report. The following digital terrain models (DTM, in the following the German abbreviation DGM is used) of the Lower and Outer Weser estuary were made available: • DGM 1966, marking the situation before deepening the Outer Weser to SKN-12 m</li> • DGM 1972, marking the situation before deepening the Lower Weser to SKN-9 m</li> • DGM 1981, marking the situation before extensive river works in the Lower Weser</li> • DGM 1996, marking the situation before deepening the Outer Weser to SKN-14 m</li> • DGM 2002, marking the situation after deepening the Outer Weser to SKN-14 m, reference digital terrain model. The years were chosen so they would represent consistent periods not affected by constructive engineering measures such as channel deepenings, and secondly based on optimal data availability. Each data set however consists not only of data from the respective year, but data had to be added from adjacent years. To close gaps, data from recent surveys were used. The data sets span the whole estuary from the North Sea to the tidal weir in the city of Bremen and are available as 1x1 m raster data sets. How to cite the HIWEST data: <strong style="color: red;"> The data set is only to be quoted together with the Technical Report.</strong> Report: Bundesanstalt für Wasserbau (2021): Historical digital terrain models of the Weser Estuary (HIWEST). Technical Report B3955.02.04.70168-6. Bundesanstalt für Wasserbau. https://henry.baw.de/handle/20.500.11970/107521 Data set: Bundesanstalt für Wasserbau (2020): Historical digital terrain model data of the Weser Estuary (HIWEST) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.5200.0001

Definition: “Bathymetrie” bezeichnet die Vermessung der topographischen Gestalt der Sohle eines Gewässers. Der Begriff wird auch oft – analog zum Wort “Topographie” – synonym für die Gestalt der Gewässersohle verwendet. Gewässer in diesem Zusammenhang sind Meere, Flüsse oder geschlossene Binnengewässer. Im Rahmen des Projektes SMMS handelt es sich bei bathymetrischen Datensätzen um solche, die die Höhenverteilung in der Deutschen Bucht inklusive der Mündungsbereiche der Ästuare Ems, Weser und Elbe darstellen. Durch morphologische Aktivitäten des Gewässerbodens ist ein solches bathymetrisches Modell stets nur für einen gewissen Zeitraum oder Zeitpunkt gültig. Datenerzeugung: Die Basis für bathymetrische Produkte bilden gerasterte bathymetrische Modelle, die mithilfe des Funktionalen Bodenmodells, einem datenbasierten hindcast-Simulationsmodell, über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren aus einer Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen erstellt werden. Für die Jahre 1960-2020 wird jeweils ein gerastertes bathymetrisches Modell in 10 m Auflösung für die Deutsche Bucht bereit gestellt. Produkt: Ein 10 m Raster der Deutschen Bucht jeweils gültig zum 01.07. für das Jahr, wobei an jedem Rasterknoten die Höhe abgelegt ist. Das Produkt wird im GeoTiff-Format zusammen mit Quellenkarten (vorher und nachher, Shapefiles) bereitgestellt. Die Bathymetrien stehen in Zusammenhang mit dem Projekt EasyGSH-DB, decken jedoch einen größeren Zeitraum ab. Dienst: Der Dienst visualisiert ausgewählte Jahre aus dem SMMS Forschungszeitraum.

Im Rahmen einer Messkampagne im September 2020 wurden mobile ADCP-Strömungsmessungen im Nahfeld des Eider-Sperrwerkes durchgeführt. Zum ersten Mal wurde dort auf zwei Querprofilen, vor und hinter dem Sperrwerk, gemessen. An vier Messtagen wurde über eine ganze Tide während vier Steuerungszuständen gemessen (Tidebetrieb, Flutdrosselung, Flut- und Ebbedrosselung sowie Flutdrosselung bei (n-1)- Betrieb). Zwar fielen, wie erwartet, die Messungen bei Drosselbetrieb auf der strömungsabgewandten Seite des Sperrwerkes aufgrund starker Turbulenzen für einen mehr oder weniger langen Zeitraum aus, dafür konnte auf dem zweiten Profil durchgängig gemessen werden. Parallel zu den Messungen am Eider-Sperrwerk wurden Leitfähigkeit, Wassertemperatur, Sauerstoff, Trübung und Strömungsgeschwindigkeit auf vier Verankerungen in der Außen- und Tideeider gemessen.

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.

Bodenanker mit CTD-Messung (Salzgehalt, Temperatur, Wasserstand). Zwei Zeitreihen mit Delta t = 5 Minuten. NHN Tiefe: 22 m. Hinweis zum Messintervall dt: Die CTD-Messungen wurden in dem angebenen Messintervall als Momentanmessung ausgeführt. Eine Momentanmessung besteht hierbei aus 20 Einzelmessungen mit 4 Hz (0,25 s). Konkret: alle 5 Minuten wurde für 5 s mit 4 Hz gemessen und als Mittelwert abgespeichert.

Der Kartendienst TrilaWatt: Bathymetrie (WMS) soll die jährlichen Bathymetrien des trilateralen Wattenmeers für ausgewählte Jahre (zwischen 2005 und 2020) bereitstellen. Der Dienst wird sukzessive aufgebaut. Definition: “Bathymetrie” bezeichnet die Vermessung der topographischen Gestalt der Sohle eines Gewässers. Der Begriff wird auch oft – analog zum Wort “Topographie” – synonym für die Gestalt der Gewässersohle verwendet. Gewässer in diesem Zusammenhang sind Meere, Flüsse oder geschlossene Binnengewässer. Im Rahmen des Projektes TrilaWatt handelt es sich bei bathymetrischen Datensätzen um solche, die die Höhenverteilung in der 12 Seemeilen-Zone inklusive der Mündungsbereiche der Ästuare Ems, Weser und Elbe darstellen. Durch morphologische Aktivitäten des Gewässerbodens ist ein solches bathymetrisches Modell stets nur für einen gewissen Zeitraum oder Zeitpunkt gültig. Datenerzeugung: Die Basis für bathymetrische Produkte bilden gerasterte bathymetrische Modelle, die mithilfe des Funktionalen Bodenmodells, einem datenbasierten hindcast-Simulationsmodell, über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren aus einer Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen erstellt werden. Für jedes o.g. Jahr wird ein gerastertes bathymetrisches Modell in 10 m Auflösung für das trilaterale Wattenmeer erstellt. Produkt: Jeweils ein 10 m (bzw. 1 m) Raster des trilateralen Wattenmeers gültig zum 01.07. für die o.g. Jahre, wobei an jedem Rasterknoten die Höhe abgelegt ist. Das Produkt wird im GeoTiff-Format bereitgestellt.

Definition: “Stratigraphie” bezeichnet im Rahmen dieses Projektes die physikalischen Eigenschaften des Gewässergrunds über die Tiefe, die durch die Korngröße, -verteilung und -lagerung vorliegen. Gewässer in diesem Zusammenhang sind Meere, Flüsse oder geschlossene Binnengewässer. Im Rahmen des Projektes SMMS handelt es sich bei stratigraphischen Datensätzen um solche, die den sedimentologischen Gewässergrundaufbau in der Deutschen Bucht inklusive der Mündungsbereiche der Ästuare Ems, Weser und Elbe darstellen. Durch morphologische Aktivitäten des Gewässerbodens ist ein solches stratigraphisches Modell stets nur für einen gewissen Zeitraum oder Zeitpunkt gültig. Datenerzeugung: Die Grundlage für stratigraphische Produkte bilden gerasterte zeitvariante oberflächensedimentologische Modelle, die mithilfe des Funktionalen Bodenmodells, einem datenbasierten hindcast-Simulationsmodell, über räumlich-zeitliche Interpolations- und speziell entwickelte sedientologische Extrapolationsverfahren auf einer Basis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen sowie oberflächensedimentologischer Beprobungen erstellt werden. Innerhalb dieser werden für einen Zielzeitpunkt über die zeitvariante Betrachtung Erosionsprozesse simuliert, die so einen Endzustand zu einem Zeitpunkt darstellen. In den Bereichen, in denen die auf diese Weise simulierte Stratigraphie aufgrund der Datenbasis die Modelluntergrenze (etwa die Holozäne Basis) nicht erreicht wird, wird der Freiraum mit interpolierten Sedimentbohrkernen gefüllt. Für die Jahre 1990, 2000, 2010 und 2020 wird jeweils ein gerastertes stratigraphisches Modell mit zusätzlichen bathymetrischen Informationen in 10 m-Auflösung für die Deutsche Bucht erstellt. Produkt: Ein gekacheltes 10 m-Raster der Deutschen Bucht jeweils gültig zum 01.07. für das Jahr, wobei an jedem Rasterknoten die Phi-Viertel diskretisierten modellierten Summenlinien in 50 cm tiefenintegrierten aufeinander folgenden Intervallen von der Oberfläche des Jahres bis zur Modelluntergrenze abgelegt sind. Das Produkt wird im CSV-Format zusammen mit einem GeoTiff der sedimentologischen Varianz an jedem Knoten über die Tiefe bereitgestellt.

Bodenanker mit ADCP-Messung (Strömung, Trübung). Zwei Zeitreihen mit Delta t = 5 Minuten. NHN Tiefe: 13 m. Die verankerten ADCP zeichnen ein komplettes vertikales Geschwindigkeitsprofil auf: vr = Strömungsrichtung, vm = Strömungsgeschwindigkeit. Die Aufzeichnung beginnt ca. 2 m über dem Seeboden und reicht bis ca. 2 m unter die Wasseroberfläche (tiefenabhängig, mal mehr mal weniger). Die vertikale Auflösung (Tiefenzellengröße) beträgt 0.5 oder 0.75 m. Die zeitliche Auflösung beträgt 5 Minuten. Hierbei handelt es sich Mittelwerte, d.h. insgesamt 50 Einzelmessungen sind über den jeweiligen Zeitraum gemittelt worden.