MOE-Fellowship

Philip Penchev

Hydrodynamisches Modell für Badewasserqualität Prognose

"Hydrodynamisches Modell für Badewasserqualität Prognose"

1. EINLEITUNG

Die Badewasserqualität ist ein wichtiges Problem denn große Risiken für Mensch und marine Ökosystem trägt. Das Ziel meines Projekts ist der Aufbau eines numerischen zweidimensionalen hydrodynamischen Modells für Badewasserqualität Prognose in der Küstenzone und eine Lösungskonzept des Systems der Entscheidungsfindung zu vorschlagen. Die Küste von Varna, Bulgarien ist die modellierte Zone. Das Bereich hat neun Strände und der Ost Hafen von Varna ist dort. Genügend Daten gesammelt und vorarbeite wurden (Klimadaten für Sommer in Betracht genommen werden). Zwei Szenarien simulieren werden – ohne Regen (trocken) und mit Starkregen (feucht). Die Simulationszeit für das ökologische Modell ist 48 Stunden (2 Tagen) für beide Szenarien.

2. METHODEN

• Software Produkten des Dänisches Hydraulisches Institut (DHI)
- MIKE 21 Spectral Waves (SW) – Softwarepaket für die Simulation von Seegang
- MIKE 21 Flow Model (FM) - Softwarepaket für die Simulation von Strömung
- EcoLab - zur Modellierung von ökologischen und biologischen Wasserqualitätsparametern

• Hydrologische Analyse
- Wind, Temperatur, Regen, Wellen

• Mathematische Statistik
- Verteilungskurven, Repetition

• Präsentation der Ergebnisse mit MIKE Animator
- Graphics, Animations

3. ERGEBNISSE

Hier sind die Ergebnisse beschrieben:
• Ergebnisse der Seegangsimulation (mit MIKE 21 SW)

Simulationszeit ist 168 Stunden (1 Woche) für beiden Szenarien. Die Ergebnisse sind signifikante Wellenhöhe, Wellenperiod und Wellenrichtung in der Zone.

• Ergebnisse der Strömungssimulation (mit MIKE 21 FM)
Simulationszeit ist 168 Stunden (1 Woche) für beiden Szenarien. Die Ergebnisse sind Strömungen in der Zone für 1 Woche. Die Strömung ist die wichtigste Kraft für alle Prozesse in der ökologische Simulation (mit EcoLab).

• Ergebnisse EcoLab
Die beiden Szenarien berechnen jeweils 48 Stunden. Die Ergebnisse zeigen die Konzentrationen und Ausbreitung von BSB, DO und coliformer Bakterien im Küstenbereich.

• Lösungskonzept für System der Entscheidungsfindung (basierend auf EcoLab Modell)

4. DISKUSSION

Entwickelt wurde ein digitales Modell des Meeresbodens (Bathymetrie) basierend auf Daten des Instituts für Meereskunde und der Stadt Varna. Weiterhin wurden Daten zu Wind, Wellenspektrum, Temperatur, Sonnenschein in dem Modell berücksichtigt. Es wurden zwei Szenarien im Sommer gerechnet, ein Szenario zur Trockenzeit, und ein Szenario bei Starkregen. Basierend auf den Simulationsergebnissen des hydrodynamischen und des Wasserqualitätsmodells können nun mit den Wasserqualitätsparametern die Qualität der Badegewässer beurteilt werden. Zusätzlich ist ein Simulationsmodell für die Verfolgung der Ausbreitung eines Öl-Spills im Bereich der Bucht von Varna geplant.