Meereskunde 
Modellierung des Seegangs im Küstenbereich 
ln der modernen Meeresforschung haben 
sich numerische Modelle, die die Naturvorgänge 
auf der Grundlage physikalischer Gesetze be 
schreiben, durchgesetzt. In den Ingenieurwissen 
schaften ersetzen numerische Modelle in zuneh 
menden Maße die bisher überwiegend verwen 
deten empirischen Bemessungsansätze. Es war 
daher an der Zeit, den Küsteningenieuren die in 
der Seegangsforschung erzielten Fortschritte in 
einem gemeinsamen Projekt, das sich an den 
praktischen Problemen des Küstenschutzes 
orientierte, zu demonstrieren. 
Im folgenden sollen einige neuere Ergebnis 
se des KFKI-Projekts „Seegang und Bemessung 
auf Seegang im Küstenvorfeld der Deutschen 
Bucht und in den Ästuaren“, das 1989-1992 unter 
der Leitung des BSPI stattfand, vorgestellt wer 
den. Hauptziel war die Entwicklung eines gekop 
pelten Modellsystems für Seegang, Strömung 
und Wasserstand, sowie für das Windfeld im Kü 
stenvorfeld der Deutschen Bucht und die Verifika 
tion der Modelle durch Vergleich mit Naturmes 
sungen. 
Die Messungen des BSH während Sturm 
flutlagen im Elbeästuar (Abb. 27) zeigen erstma 
lig, daß die gezeitenbedingten Strömungen das 
Seegangsgeschehen im Ästuar und weiteren Ver 
lauf des Flusses dramatisch verändern. Die See 
gangsspektren werden infolge des Doppler-Ef 
fekts im Frequenzbereich erheblich verschoben 
und deformiert (Abb. 28: links). So werden bei 
ablaufendem Wasser und von Westen gegen den 
Strom laufenden Seegang (Ebbe) die Spektren 
zu niedrigeren Frequenzen verschoben (Abb. 28: 
18h-22h). Bei Flut (Abb. 28: 12h—16h und 24h) 
tritt der gegenteilige Effekt auf. 
Eine Simulation des Doppler-Effekts unter 
Berücksichtigung der Richtungsverteilung des 
Seegangs (nicht alle Wellenkomponenten laufen 
in die Hauptrichtung, sondern bis etwa 90° quer 
dazu) demonstriert die beobachtete Dopplerfre 
quenzverschiebung und die Komprimierung des 
Spektrums auf einen schmalen Frequenzbereich 
bei Ebbe, bzw. die Verbreiterung bei Flut (Abb. 
28: rechts). Läuft der Seegang quer zur Strom 
richtung, findet keine Frequenzverschiebung 
statt, die Gesamtenergie wird jedoch wegen der 
Richtungsverteilung der Wellenkomponenten 
übereinen breiten Frequenzbereich verschmiert. 
Trotz dieser qualitativen Übereinstimmung 
der Simulation mit den Messungen ergibt sich bei 
genauer Betrachtung der Lage der Energiemaxi- 
ma, bzw. der zugehörigen „Peakfrequenz“ eine 
beachtliche Diskrepanz zu den bekannten Fetch- 
gesetzen. Aufgrund dieser aus Messungen abge 
leiteten Gesetze benötigen die Wellen bei einer 
gegebenen Windgeschwindigkeit eine Mindest 
laufstrecke und Fetch (Windstreichlänge), um 
sich bei zu einer bestimmten Wellenhöhe und 
-länge, bzw. Peakfrequenz entwickeln zu können. 
Diese Mindestlaufstrecke in Windrichtung beträgt 
z. B. für den Fall der Messung um 20 Uhr 60 km 
(gerade gestrichelte Linie in Abb. 27). Die tat 
sächliche Laufstrecke ist wegen des Uferverlaufs 
aber nur 10 km und reicht nicht aus, die beobach 
teten Wellen von 0,16 Hz Peakfrequenz, entspre-