Anmerkungen zur

Tidedynamik der Jade — Systemcharakteristik

Bundesanstalt fur Wasserbau

Abteilung Kuste

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April 1999

BUNDESANSTALT FUR WASSERBAU – AUSSENSTELLE KUSTE

/1 – Seite 1

Die (Innen-) Jade(einschl. Jadebusen)

Lange: 36 km

Breite: 4 bis 15 km

Tiefe: +1 bis �25 m (NN)

Flache: 368 km2

Watt: 60 %

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Charakteristische Erscheinungen der Jade/1 – Seite 2

Charakteristische Merkmale der Jade� Buchtsystem ohne (nennenswertes) Oberwasser

� Uberstromung des Hohe Weg Watts (Jade!Weser)

� gleichmaßiger Anstieg des Tidehubs (See ! Jadebusen)

� Abnahme der Ebbedauer (See! Jadebusen)

� Reflexion der Tidewelle

� Maandrieren des Flut- und Ebbestromes

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Charakteristische Erscheinungen der Jade/2 – Seite 3

Wassermengen

Km 25a: 900–1000 Mio. m3

bei EJbc: 400–450 Mio. m3

H. Wegd: 20–60 Mio. m3

Sielee: 0,4 Mio. m3

aFlut-/EbbestromvolumenbFlut-/EbbestromvolumencLentz (1899): 413,85 Mio. m3

dje Tideeje Tide

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Charakteristische Merkmale der Jade (Durchfluß)/1 – Seite 4

13−Jun 15−Jun 17−Jun 19−Jun 21−Jun 23−Jun0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Dur

chflu

ss [M

io. m

**3]

Jade−Km 25 (kumuliert)Eingang Jadebusen (kumuliert)

−105

0

105

Dur

chflu

ss [m

**3/

s]

Durchfluesse (oben) und kumulierte Durchfluesse (unten)

Jade−Km 25Eingang Jadebusen

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Charakteristische Merkmale der Jade (Durchfluß)/2 – Seite 5

mit

tler

erR

ests

trom

mit

tler

erR

estd

urch

fluß

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Charakteristische Merkmale der Jade (Durchfluß)/3 – Seite 6

0 0.5 1 1.5 2f/f0 [−]

0

1

2

3

4

5

6

Ver

stae

rkun

g A

/A_s

t [−

]

Verstaerkung in Abhaengigkeit von Daempfung und Frequenz

Daempfung = 0.1Daempfung = 0.2 Daempfung = 0.4Daempfung = 0.8Daempfung = 1.6Daempfung = 3.2

. .

Resonanz

Resonanzlange L

Tiefe c L= λ4

[m] [m/s] [km]

3 5,42 60,6

5 7,00 78,2

10 9,90 110,6

20 14,01 156,6Periode T = 12 h 25 min

Jade: L' 135 kmab Schillig: l ' 0:27L

ab Wangerooge: l ' 0:41LBUNDESANSTALT FUR WASSERBAU – AUSSENSTELLE KUSTE

Charakteristische Merkmale der Jade (Anstieg des Tidehubs)/1 – Seite 7

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00Verhaeltnis der Tiefen Hx/H0 [−]

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

1.75

2.00

Ver

hael

tnis

der

Bre

iten

Bx/

B0

[−]

Einfluss von Tiefen− und/oder Breitenaenderungen (Greensches Gesetz)

Ax/A0 = 0.6Ax/A0 = 0.7Ax/A0 = 0.8Ax/A0 = 0.9Ax/A0 = 1.0Ax/A0 = 1.1Ax/A0 = 1.2Ax/A0 = 1.3Ax/A0 = 1.4Ax/A0 = 1.5

B0 Bx

H0 Hx Ax/A0 > 0

Ax/A0 < 0

Gesetz von Green(anno 1837)

ax

a0

=

2

s

b0

bx

4

s

h0

hx

Annahmen:

� keine Energieverluste

� keine Reflexion

� kleine Amplitude

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Charakteristische Merkmale der Jade (Anstieg des Tidehubs)/2 – Seite 8

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2Verhaeltnis der Tiefen H2/H1 [−]

0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

Ver

hael

tnis

der

Bre

iten

B2/

B1

[−]

0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2Verhaeltnis der Tiefen H2/H1 [−]

0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

Ver

hael

tnis

der

Bre

iten

B2/

B1

[−]

Reflexion bei Tiefen− und/oder Breitenaenderungen

Kr = −0.40Kr = −0.30Kr = −0.20Kr = −0.10Kr = 0.0Kr = +0.10Kr = +0.20Kr = +0.30Kr = +0.40Kr = +0.50

B1 B2

H1H2

Kr < 0

Kr > 0

Reflexion

Kr =

p

gH1B1�p

gH2B2p

gH1B1+p

gH2B2

Kt = 1+Krat

ai

= 1+

ar

ai

Annahmen:

� Flachwasserwelle

� kleine Amplitude

� abrupte Anderung derGeometrie

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Charakteristische Merkmale der Jade (Anstieg des Tidehubs)/3 – Seite 9

12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 00:00:00 03:00:00−3

−2

−1

0

1

2

3W

asse

rsta

nd [m

NN

]

Tidekurven Innenjade

Jade−Km 25Jade−Km 20Jade−Km 15Jade−Km 10Jade−Km 5Eingang Jadebusen

Whv. Alter Vorhafenmit. Tidenstieg6h08min − 6h31minmit. Tidenfall6h12min − 6h04minmit. Tidenhub428cm − 321cmZeitunterschiedefuer WAV − SLGHW: −0h27minNW: −0h10min

Quelle: BSH (1999)

Zunahme des TidenhubsSchillig − Alter Vorhafen: +18%

rascher Tnw−Fortschritt

langsamer Thw−Fortschritt

Tidenstieg (historisch)6h15minTidenfall (historisch)6h06min

Quelle: Hagen (1859)

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Charakteristische Merkmale der Jade (Anstieg des Tidehubs)/4 – Seite 10

12:00:00 18:00:00 00:00:00 06:00:00 12:00:000

100

200

300

400

500Le

istu

ng [M

W]

Uebertragungsleistung der Tidewelle (auf Querprofilen entlang der Innenjade)

Jade−Km 25Jade−Km 20Jade−Km 15Jade−Km 10Jade−Km 5Eingang Jadebusen

AUS

AUS

EINAUS

EIN

EIN

EIN

Hinweis: die Flaeche untereiner Kurve ent−spricht der durchden QuerschnittuebertragenenEnergie

Residuumgleitendes Mittel 12,5h

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Charakteristische Merkmale der Jade (Anstieg des Tidehubs)/5 – Seite 11

−0.25 −0.20 −0.15 −0.10 −0.05 0.00Abstand zum Reflexionspunkt x/L0 [−]

0

1

2

3

A (

x)/A

(0)

[−]

Amplituden der ein− und der auslaufenden Welle EIN REF EIN REF EIN REF

−0.4

−0.3

−0.2

−0.1

0

dT_t

hw/T

0 [−

]

THW−Eintrittszeitdifferenz zum Reflexionspunkt (x=0.0)

starke Daempfungschwache Daempfung keine Daempfung

0

1

2

3

h_m

ax/A

(0)

[−]

maximaler Wasserstand

starke Daempfung schwache Daempfung keine Daempfung

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Erzwungene Schwingung in geradem Rechteckkanal/1 – Seite 12

0 0.5 1 1.5 2Zeit t/T0 [−]

−1e+05

−5e+04

0

5e+04

1e+05

[W/m

]

Uebertragungsleistung

einlaufende Wellereflektierte Welle resultierende Welle

−2

−1

0

1

2

[m/s

]

Stroemungsgeschwindigkeit

einlaufende Welle reflektierte Welleresultierende Welle

−2

−1

0

1

2

[m]

reflektierte Welle kleiner Amplitude ohne Daempfung

einlaufende Welle reflektierte Welle resultierende Welle Stroemungsmaximum Stroemungskenterung

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Ungedampft reflektierte Welle/1 – Seite 13

Diskussion

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Diskussion/1 – Seite 14