Aug, 2017

Untermieter auf Messpfahl der BAW

An den Seeschifffahrtsstraßen kam es in den letzten Jahren vermehrt zu Schäden an Buhnen durch schiffserzeugte langperiodische Wellenbelastungen. Seit 2014 prüft die BAW in Kooperation mit dem WSA Hamburg an der Unterelbe die Stabilität von zwei Buhnen mit einer optimierten Geometrie. Zur Beurteilung der geometrischen Veränderung über die Zeit führt die BAW in Kooperation mit der HafenCity Universität Hamburg ein Monitoring der beiden Bauwerke durch.

Panoramablick vom Messpfahl auf die schadhafte Buhne. Die Länge der Buhne beträgt rund 120 m.

Die beiden Bauwerke befinden sich im Bereich des Naturschutzgebiets „Haseldorfer Binnenelbe mit Elbvorland“. Hier kommen u.a. zwei Laserscanner für das automatisierte Monitoring zum Einsatz. Für eine flächenhafte Abdeckung bei der geodätischen Erfassung sind die beiden Laserscanner jeweils auf einem 11 m hohen Messpfahl installiert. An einem dieser Pfähle wurde vom WSA Hamburg ein Nistkasten angebracht, der, so die Hoffnung, auch von Turmfalken zur Aufzucht ihrer Jungen genutzt wird.

Im Rahmen der Qualitätssicherung der Messdaten ist es erforderlich, die verwendeten Messgeräte regelmäßig auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen. So stand auch in diesem Frühsommer eine routinemäßige Wartung der Laserscanner an, was eine Begehung der Messpfähle erforderte. Zur Überraschung der beteiligten Kolleginnen und Kollegen machte sich zum Ende der Kontrollarbeiten Leben im Nistkasten bemerkbar. Dabei war zunächst die Möglichkeit eines direkten Einblicks nicht gegeben. Was mag es also gewesen sein, das dort die Aufmerksamkeit hervorrief? Die angefertigten Fotos brachten es an den Tag: Im Kasten saßen fünf Jungvögel, die sich später als Turmfalken entpuppten.

Position des Nistkastens (braun) an der Plattform des Messpfahls.

Erster Fototermin im Leben eines Turmfalken

 

Alle fünf Jungvögel haben mittlerweile erfolgreich eigenständig den Nistkasten verlassen. Nun hoffen die Kollegen, dass im nächsten Frühjahr an unseren Messpfählen erneut eine Brut stattfindet.

Containerschiff passiert Messpfahl

Ein Containerschiff passiert einen der beiden installierten Messpfähle

Verfasst von Bernhard Kondziella

Als technischer Angestellter bin ich überwiegend im Bereich der Naturmessungen und im Bereich des physikalischen Modellwesens tätig. Angesiedelt sind diese Themen im Referat K2 "Ästuarsysteme I" der Dienststelle Hamburg.

Ein Referenzschiff für den Binnenverkehrswasserbau

Die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) hat in Zusammenarbeit mit der Universität Duisburg-Essen Daten zu einem Referenzschiff für den Binnenverkehrswasserbau veröffentlicht.

Linienriss des Referenzschiffs auf Basis des Entwurfs des Entwicklungszentrums für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST)

Ziel des Entwurfs eines Referenzschiffs ist einerseits die experimentelle Untersuchung schiffspezifischer hydrodynamischer Eigenschaften und andererseits die Bereitstellung der Geometrie und Modellversuchsergebnisse für die Validierung von Simulationen. Hierzu zählen neben der Schiffsführungssimulation auch Strömungssimulationen auf Basis der numerischen Lösung der Navier-Stokes Gleichungen, allgemein unter dem Begriff Computational Fluid Dynamics (CFD) zusammengefasst.

CFD-Simulation des Referenzschiffs in Driftfahrt

Die notwendigen Informationen, die in einem Datensatz zur Verfügung gestellt werden, umfassen den Schiffswiderstand und das Propulsions- und Manövrierverhalten für verschiedene Wassertiefen. In der Seeschifffahrt existieren solche Referenzschiffe bereits für gängige Handels- und Militärschiffe (z.B. Containerschiffe, Tanker, Fregatten) und werden in Wissenschaft und Industrie intensiv für Forschung- und Entwicklung in Bezug auf numerische Methoden genutzt. Das nun vorgestellte Referenzschiff ist das erste seiner Art, das auf die Binnenschifffahrt zielt.

 

Bau des Holzmodells im Maßstab 1:16 bei der Schiffbauversuchsanstalt Potsdam (SVA)

In der Abteilung Wasserbau wird in der BAW seit 2009 ein Schiffsführungssimulator betrieben. Im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsprojekts wird der Simulator für Befahrbarkeitsanalysen im binnenverkehrswasserbaulichen Kontext modifiziert. Ein wichtiger Bestandteil dieser Bemühungen ist die mathematische Modellierung hydrodynamischer Kräfte, die beim Manövrieren in beschränkten Fließgewässern auf Schiffe wirken. Die durch Modellversuche und Simulationen mit dem Referenzschiff erhobenen Daten tragen zu einer wichtigen Erweiterung der bereits vorhandenen Maßnahmen zur Validierung der verwendeten Modelle bei.

Modellversuche bei Maritime Research Institute Netherlands (MARIN) und der Hamburgischen Schiffbauversuchsanstalt (HSVA)

Dem Kernziel der Veröffentlichung von Referenzschiffen folgend betreut die BAW die Anfrage und Verwendung der Daten für wissenschaftliche Zwecke:

http://wiki.baw.de/en/index.php/Inland_Waterway_Ship_Test_Case

 

Verfasst von Philipp Mucha

Ich betreue als wissenschaftlicher Mitarbeiter (Post-Doc) am Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT) an der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der BAW Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in Bezug auf Schiffshydrodynamik in beschränkten Gewässern und Schiffsführungssimulationen.