Erforderliche biologische und umwelttechnische Bedingungen

Dieses Arbeitspaket dient der Bestimmung von hydrodynamischen und ökologischen Bedingungen, welche das Wachstum von Zostera marina begünstigen, sowie ihren natürlichen Schwankungen.

weiterlesen

Dimensionierung von künstlichem Seegras

Der Ausgangspunkt des WP4 wird durch die aus dem WP3 definierten erforderlichen biologischen und umwelttechnischen Bedingungen für den Anwuchs von natürlichem Seegras gegeben. Auf dieser Grundlage soll ein künstliches abbaubares Seegras (ASG) und dessen Anwendung entwickelt werden.

weiterlesen

Leistungsfähigkeit des künstlichen Seegrases

Im ersten Jahr der Projektlaufzeit werden kommerziell verfügbare künstliche Seegrasstrukturen in den Großen Wellenkanal eingebracht und eine Reihe hydrodynamischer und morphodynamischer Voruntersuchungen durchgeführt. Danach wird ein Prototyp des bioabbaubaren künstlichen Seegrases produziert.

weiterlesen

WP4: Dimensionierung von künstlichem Seegras

1. Ausgangspunkt

Der Ausgangspunkt des WP4 wird durch die aus dem WP3 definierten erforderlichen biologischen und umwelttechnischen Bedingungen für den Anwuchs von natürlichem Seegras gegeben. Auf dieser Grundlage soll ein künstliches abbaubares Seegras (ASG) und dessen Anwendung entwickelt werden. Noch existierende Seegraswiesen in dem gewählten Untersuchungsgebiet bieten wichtige Informationen bezüglich der Umweltbedingungen, die Seegras benötigt, um wachsen und überleben zu können. Zudem werden Standorte betrachtet und aufgenommen, die für eine Restoration von Seegraswiesen durch ASG in Frage kommen. Das zu entwickelnde künstliche Seegras soll neben der Abbaubarkeit eine schützende Wirkung haben, damit sich das Seegras wieder natürlich ansiedeln kann. Die schützende Wirkung soll durch reduzierte Wellenenergie und geringere Strömungen am Meeresboden erzielt werden. Das künstliche, bioabbaubare Seegras wird vom WP5 in enger Zusammenarbeit mit den übrigen Wissenschaftlern entwickelt.

2. Aufgabe

Aufgabe des WP4 ist zu untersuchen, welche Dimension das künstliche Seegras haben soll, um die schützenden Funktionen auszubilden und die hydrodynamischen Kräfte ausreichend zu reduzieren (Abb. 1).

Abb. 1. Bildnachweis: Leibniz Universität Hannover

Dabei interessieren uns vor allem die Eigenschaften der Pflanze, hier Zostera marina, in Bezug auf die Breite und Länge der Blätter genauso wie die Anzahl der Blätter an einer Pflanze und wie dicht diese angesiedelt sind. Mit diesen Eigenschaften werden im Rahmen des WP4 Versuche durchgeführt, um für die jeweiligen Größen die schützende Wirkung abzumessen und die beste Dimensionierung abzuschätzen. Dabei ist zu beachten, dass sich das ASG noch an den natürlichen Dimensionen des Seegrases orientieren soll. Für die Verwendung einer künstlichen Seegraswiese ist zudem eine Unterlage, die sogenannte Base Layer, notwendig, auf der das ASG befestigt wird und die ebenfalls begünstigt, dass sich natürliches Seegras dazwischen ansiedeln kann. Anhand weiterer Untersuchungen soll dann ein angebrachtes Verankerungssystem für die künstlichen Seegraswiesen entwickelt werden, so dass diese den Strömungs- und Wellenkräften standhalten können und die Base Layer auf dem Boden gehalten wird (Abb. 2).

Abb. 2: ASG, Base Layer und Verankerungssystem
Abb. 2: ASG, Base Layer und Verankerungssystem. Bildnachweis: Leibniz Universität Hannover

3. Durchführung

Um ein solches System zu entwickeln, werden im Rahmen des WP4 in der Strömungsrinne und dem Wellenkanal des Ludwig-Franzius-Instituts Versuche durchgeführt. Dabei wird das hydrodynamische Verhalten von ASG und der Base Layer gegenüber Wellen und Strömungen beobachtet und Parameter wie beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit vor und hinter den Wiesen sowie die Zugkraft auf die Pflanzen aufgenommen. Zudem soll die Funktionalität des Verankerungssystems getestet werden (Abb. 3-6).

Abb. 3-6. Bildnachweise: Leibniz Universität Hannover

Viele Studien haben bereits versucht, die Effekte zwischen Seegras, Wellen und Strömung numerisch und experimentell zu ermitteln, dennoch sind die Interaktionen zwischen Fluid-Struktur sowie Struktur-Fluid noch nicht bis ins Detail verstanden. Ziel der Versuche ist es, folgende Eigenschaften anhand einer künstlichen Seegraswiese umzusetzen:

  1. Reduzierung der Wellen- und Strömungsenergie durch ASG, welches die Ähnlichkeit zu dem natürlichen Seegras Zostera marina beibehalten soll.
  2. Reduzierung der Wellen- und Strömungsenergie, um das Wachstum der Pflanzen zu fördern sowie die Ansiedlung von Samen und die Fähigkeit an Ort und Stelle gut aufzuwachsen.

All diese Punkte sollen in dem WP4 berücksichtigt werden, dessen Ziel es ist, anhand der Informationen des WP3 und unter Zusammenarbeit mit dem WP5 das ASG zu dimensionieren und zusammen mit der Base Layer und dem Verankerungssystem in ein umsetzbares, ökologisches und nachhaltiges System zusammenzuführen.

Kontakt

Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen
Leibniz Universität Hannover

Raúl Villanueva, villanueva@lufi.uni-hannover.de, Tel.: +49 511 762-3737

Projektpartner

Gefördert von