Beschreibung der Beschaffung
Arbeitspaket 1 – Planung der Feldmesskampagnen:
In diesem AP ist das Watt-SST-System (3 Sensorköpfe, Feldinstallationsintrumentarium, Datenlogger, Datentransmitter) für die eigentliche Messkampagnen im Gelände vorzubereiten und zu testen. Die Testdaten sind im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Messsensorik und die ausgegebenen Datensätze zu analysieren. Ergeben sich hierdurch Unstimmigkeiten in den Datensätzen, ist eine Fehlersuche durchzuführen. Zur Behebung gefundener Fehler sind technische Anpassungen wie z. B. Ausrichtung der Sensorköpfe, Feldeinbau der Sensoren oder Modifikation der Logging-Frequenzen vorzunehmen.
I. Test der SST-Sensorik:
— Durchführung 4 eintägiger Testläufe mit kontrollierten vorgegebenen hydromechanischen Druckbelastungen (z. B. in Versuchsbecken mit Druckgenerator);
— Check und Analyse der Datengenerierung durch IT-Ausstattung (Datenaufnahmen, Datenspeicherung und -übertragung);
— Test auf Tauglichkeit und Robustheit für den Einsatz im Gelände (z. B. Wasser- und Salzwasserfestigkeit, Schutz vor Vandalismus, etc.);
— Auswertung der gewonnenen Testdaten auf Verlässlichkeit der Sensoren durch statistische Analyse der Inputwerte (vorgegebene Drücke) und Outputwerte (Messwerte);
— Durchführung eines „Troubleshooting“, ebenso Durchführung notwendiger technischer Optimierungen (z. B. Ausrichtung der Sensorköpfe, Feldeinbau der Sensoren, Modifikation der Logging-Frequenzen) an der Sensorik.
II. Entwurf des Untersuchungsdesigns:
— Begehung und Eignungstest in-situ am Feldstandort „Hollerwettern“;
— Festlegung der Einbauposition der Messsensorik in wellenexponierter Lage am Uferlängsprofil, Uferquerprofil (Positionierung zwischen mTnw und mThw) sowie im Tiefenprofil (zur Messung Wellen- und Bodendrücke);
— 1 Beratungstreffen mit AG und WSV in Hamburg 2 Monate nach Projektbeginn.
Arbeitspaket 2 – Durchführung der Feldmesskampagnen:
I. Sommer 2020:
— Dafür ist ein Zeitraum von 4 Monaten anzusetzen;
— Der Beginn der Kampagne wird durch geeignete Wetterbedingungen für die Installation der Feldexperimente (v. a. Aufbau) bestimmt (z. B. kein Starkregen, kein Hochwasser, kein Sturm);
— 2 Wochen Testbetrieb;
— Dauermessungen (4 Wochen am Stück);
— Betreuung der Sensorik vor Ort (Prüfung der Dichtigkeit, Prüfung der Lagestabilität, bei Bedarf Nachjustierung, Check von Schäden am Messköpfen sowie der Datenlogger und der Datentransferschnittstellen, technischer Check des Datenflusses, Durchführung eins Troubleshootings);
II. Sommer 2021:
— Dafür ist ein Zeitraum von 4 Monaten anzusetzen;
— Der Beginn der Kampagne wird durch geeignete Wetterbedingungen für die Installation der Feldexperimente (v. a. Aufbau) bestimmt (z. B. kein Starkregen, kein Hochwasser, kein Sturm);
— 2 Wochen Testbetrieb;
— Dauermessungen (4 Wochen am Stück);
— Betreuung der Sensorik vor Ort (Prüfung der Dichtigkeit, Prüfung der Lagestabilität, bei Bedarf Nachjustierung, Check von Schäden am Messköpfen sowie der Datenlogger und der Datentransferschnittstellen, technischer Check des Datenflusses, Durchführung eins Troubleshootings);
Arbeitspaket 3 – Datenauswertung:
I. Messungen.
— Aufbereitung der Rohdaten (Normalspannungen) und Datensicherung auf digitalem Massenspeichermedium (z. B. Festplatte) und dem BSCW-Server (Zugang wird durch den AG bereitgestellt);
— Transformation der Rohdaten zu gerichteten Spannungen mit Umrechnungsalgorithmen mittels des „Statistikprogramms R“
II. statistische Analysen:
— zur Deduktion und Parametrisierung von multivariaten, funktionalen, qualitativen und quantitativen Zusammenhängen zwischen den Messwerten zum einwirkenden hydromechanischen Druck und den Messwerten zur Bodenspannungsverteilung sowie weiteren Umweltparametern (z. B. AIS Daten zu Schiffspassagen, Neigung der Wattflächen, Watt- und Uferbewuchs, chemische Bodenanalysedaten);
— unter Einbeziehung der bodenmechanischen und rheologischen Datensätze aus den Projekten ElbStabil I und II (werden von der BfG nach Auftragserteilung zur ausschließlichen Verwendung innerhalb des Projektes zur Verfügung gestellt);
— unter Einbeziehung der hydroökologischen Daten des Messstandortes „Hollerwettern“ (Hydrologie, Morphologie, Boden, Vegetation (Daten werden von der BfG nach Auftragserteilung zur ausschließlichen Verwendung innerhalb des Projektes zur Verfügung gestellt)).
III. Aufbau eines Stabilitätsmodells für Watten und Uferböden:
Mit den in den Unterpunkten I und II durchgeführten Arbeiten wird abschließend ein Stabilitätsmodell für Watten und Rohmarschen für naturnahe Ufer der Tideelbe zwischen mTnw und mThw parametrisiert, aufgebaut und operationalisiert. Dazu ist die Programmiersprache „R“ oder „Python“ zu nutzen. Eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) muss die Anwender (WSV, BfG) in die Lage versetzen, anhand von geführten Entscheidungsbäumen hinsichtlich der Dateneingabe, des Modelllaufs und des Modelloutputs Stabilitäten für naturnahe Ufer zu berechnen.
Arbeitspaket 4 – Berichtserstellung, Präsentation, Datenübergabe:
I. Zwischenberichte:
Nach Projektstart sind als Leistungsnachweise 2 Zwischenberichte (Bericht 1 nach 6 Monaten, Bericht 2 nach 12 Monaten) vorzulegen, in denen der Projektstand jeweils auf maximal 10 Seiten (A4) zusammengefasst wird.
II. Abschlussbericht:
Alle in den Arbeitspaketen 1 bis 3 erarbeiteten Analysen und Ergebnisse sind in einem Abschlussbericht 18 Monate nach Auftragserteilung zusammenzustellen (maximal 50 Seiten A4). Aus den gewonnenen Erkenntnissen des Projektes werden in einem abschließenden Kapitel Empfehlungen für eine nachhaltiges Management naturnaher Ufer an der Tideelbe ausgesprochen.
Als Anlage zum Bericht ist ein „Anwenderteil“ zu formulieren, welcher in einer „Bedienungsanleitung“ die Anwendung des Stabilitätsmodells für die Nutzer (WSV, BfG) beschreibt.
III. Präsentation:
Die Inhalte sind 1 Monat vor Projektabschluss auf einer halbtägigen Anwenderkonferenz in Hamburg (Ort wird noch bestimmt) einem einschlägigen Fach- und Anwenderpubli-kum (WSV, Stakeholder) zu präsentieren.
IV. Datenübergabe:
Alle in den Unterpunkten i und ii des Arbeitspaketes 3 generierten Daten (Messdaten, Daten der statistischen Analysen) sind der BfG mittels einer MS-Access Datenbank zur Verfügung zu stellen.
Der Sourcecode des Stabilitätsmodells (siehe Unterpunkt iii des Arbeitspaketes 3) ist der BfG zu übergeben. Dazu ist die Plattform GitLab zu nutzen.
Die beiden Zwischenberichte sowie der Abschlussbericht sind der BfG im MS-Word Format zu übergeben.
Abstimmungsgespräche, Sitzungen, Reisen:
Zur Diskussion/Evaluierung/Troubleshooting sind im Projektverlauf durchzuführen:
— 2 eintägige Abstimmungsgespräche mit dem AG in 2020 (je 1 beim AG in Koblenz, je 1 beim AN);
— 2 eintägige Abstimmungsgespräche mit dem AG in 2021 (je 1 beim AG in Koblenz, je 1 beim AN);
— 1 eintägiges Abstimmungsgespräch AN/WSV nach der Feldmesskampagne in 2020 in Hamburg;
— 1 halbtägige Anwenderkonferenz in Hamburg 1 Monat vor Projektabschluss;
Vor gleichem Hintergrund sind 2 Feldtermine (Standort Hollerwettern) in Abstimmung mit dem AG anzuberaumen.
— 1 Feldtermin in 2020 (eintägig);
— 1 Feldtermin in 2021 (eintägig).
Für die Installation, den Aufbau, die Operationalisierung, die Unterhaltung sowie den Abbau der SST-Messsensorik in den 2 Feldmesskampagnen (siehe Arbeitspaket 2) sind durchzuführen:
— 8 Fahrten Kiel/Hollerwettern für je 4 Monate in 2020;
— 1 Fahrt zur Installation der Messeinrichtungen im Gelände zu Beginn der Kampagne;
— 6 Fahrten zur Kontrolle/Betreuung des Messeinrichtungen je nach 2, 4, 6, 8, 10, 12 Wochen nach Start der Kampagne;
— 1 Fahrt zum Abbau der Messeinrichtungen;
— 8 Fahrten Kiel/Hollerwettern für je 4 Monate in 2021;
— 1 Fahrt zur Installation der Messeinrichtungen im Gelände zu Beginn der Kampagne;
— 6 Fahrten zur Kontrolle/Betreuung des Messeinrichtungen je nach 2, 4, 6, 8, 10, 12 Wochen nach Start der Kampagne;
— 1 Fahrt zur Kontrolle/Betreuung des Messeinrichtungen 3 Monate nach Start der Kampagne;
— 1 Fahrt zum Abbau der Messeinrichtungen.