Modellierung von Schwebstofftransporten in Nordsee und Ostsee 
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1 Einführung 
Die Kenntnis der Schwebstoffverteilung (SPM, suspended particulate matter) ist eine wichti 
ge Voraussetzung, um den ökologischen Zustand der Nordsee beschreiben bzw. prognosti 
zieren zu können. Die SPM-Konzentration im Wasser reguliert zum einen die Eindringtiefe 
des Lichts und ist damit ein Parameter, der die Primärproduktion des Planktons wesentlich 
beeinflusst. Zum anderen üben die Sedimente der Nordsee für die Nährstoffdynamik eine 
Pufferfunktion aus und stellen sowohl Quellen als auch Senken für Nährstoffe dar. Die Be 
stimmung der Ausbreitung des Schwebstoffs ermöglicht zudem Aussagen über den Verbleib 
von an partikulären Teilchen gebundenen Schadstoffen. 
Deshalb wurde das BSH-Ausbreitungsmodell für gelöste konservative Stoffe (Müller-Navarra 
et al., 1999, Dick et al., 2001, Nies et al., 2003) um Modellkomponenten zur Berechnung der 
vertikalen Verteilung und horizontalen Ausbreitung von Schwebstoffen ergänzt. 
Der vorliegende Bericht beschreibt zunächst die wichtigsten Prozesse, die für die Berech 
nung von Schwebstoffkonzentrationen von Bedeutung sind, sowie deren Umsetzung im Mo 
dell. Auf die Umsetzung der Advektion im Modell wird hier jedoch nicht näher eingegangen, 
da diese bei Kleine (1994) bereits ausführlich beschrieben ist. Im zweiten Teil des Berichts 
werden einige Fallbeispiele für typische Anwendungen im BSH vorgestellt. 
In Kapitel 2 werden Modellansätze zur Beschreibung der SPM-Austauschprozesse (hervor 
gerufen durch Seegang und Strömung) sowie die notwendigen Eingabe-Informationen des 
SPM-Gehalts im Boden (Kapitel 3.1) und der Einträge durch die Flüsse (Kapitel 3.2) darge 
stellt. Kapitel 4 enthält qualitative und quantitative Untersuchungen zur Lage und Ausbrei 
tung von Schwebstoffwolken, Simulation von kleinräumigen Prozessen und von fiktiven Un 
fallszenarien für an Schwebstoff gebundene Schadstoffe. 
2 Berechnung von Schwebstoffaustauschprozessen 
Als Grundlage zur Berechnung der Verteilung von partikulärem Material diente die bei der 
GKSS vorliegende Beschreibung und Formulierung der vertikalen Schwebstoff-Austausch- 
Prozesse, implementiert in einem quasi-3D Programm (Pleskachevsky et. al., 2001 und 
2002). 
Diese Prozesse beinhalten Erosion, Sedimentation, Resuspension, Diffusion und Bioturbati- 
on. 
Die durch Strömung und Seegang bewirkten vertikalen Austauschprozesse im Boden und in 
der Wassersäule wurden in der neuen Subroutine spm des Euler’schen Ausbreitungsmo 
dells des BSH zusammengefasst. 
Vorbereitende Module enthalten die Initialisierung des Schwebstoffs im Boden und in der 
Wassersäule, die in dem erweiterten Vorprogramm konz_init erfolgt, die Berechnung der 
benötigten Seegangsparameter signifikante Wellenhöhe, Peak-Periode und mittlere See 
gangsrichtung in der Subroutine wave, Erosionsprozesse an den englischen Kliffs in der 
Subroutine cliff und Schwebstoff-Einträge durch die Flüsse in der Subroutine rand_q.