Fröhle, PeterPeterFröhle11408544370000-0002-3903-7973Patzke, JustusJustusPatzke2025-07-012025-07-012025Technische Universität Hamburg (2025)https://hdl.handle.net/11420/55851Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Prozessen Erosion, Deposition und Konsolidierung, welche der Akkumulation kohäsiver Sedimente in der Fahrrinne im Bereich von Trübungszonen in Ästuaren zugrunde liegen. Das übergeordnete Ziel besteht darin, die vertikalen Bodenaustauschprozesse sowie die Eigenschaften der Sedimente auf der Grundlage experimenteller Untersuchungen im Feld und im Labor am Beispiel von kohäsiven Sedimenten aus der Trübungszone des Weserästuars besser zu verstehen und anhand mathematischer Formulierungen zu beschreiben. Um die gesteckten Ziele zu erreichen, war in einem ersten Schritt die Entwicklung neuer Methoden und Apparaturen erforderlich, welche die Erfassung der Transporteigenschaften kohäsiver Sedimente sowohl im Feld als auch im Labor auf wiederholbare und systematische Weise ermöglichen. Dazu zählen die Entwicklung eines Schwerkraft-kernsammlers zur Sedimentprobenahme, die Entwicklung einer Methodik zur Aufnahme von Dichtetiefenprofilen, die Entwicklung einer Methodik zur Bestimmung konzentrationsabhängiger effektiver Sinkgeschwindigkeiten sowie die Entwicklung des C-GEMS, eines auf dem Gust-Mikrokosmos basierenden mobilen Erosionsversuchsstands. Im zweiten Schritt erfolgt eine Anwendung der entwickelten Methoden und Apparaturen in systematischen Versuchsreihen im Feld und im Labor, wobei natürliche Sedimente aus der Trübungszone des Weserästuars als Untersuchungsgegenstand dienen. Im Rahmen der durchgeführten experimentellen Untersuchungen wurde für die Prozesse Erosion, Deposition und Konsolidierung jeweils mindestens ein adäquater Modellansatz identifiziert, parametrisiert und entwickelt. Damit ermöglicht die vorliegende Arbeit eine konsistente Beschreibung des vertikalen Bodenaustausches kohäsiver Wesersedimente auf Basis von Messungen der Gesamt- und der Wasserdichte.This thesis deals with the processes of erosion, deposition and consolidation that determine the accumulation of cohesive sediments in the navigational channel within the estuarine turbidity maximum in estuaries. The overall objective is to better understand the vertical sediment exchange processes and the properties of sediments based on experimental investigations in the field and in the laboratory using cohesive sediments from the turbidity zone of the Weser estuary as an example, and to describe them using mathematical formulations. In order to achieve the set objectives, the first step was to develop new methods and equipment that enable the transport properties of cohesive sediments to be recorded in both the field and the laboratory in a repeatable and systematic manner. This includes the development of a gravity core sampler for sediment sampling, the development of a methodology for recording density depth profiles, the development of a methodology for determining concentration-dependent effective settling velocities, and the development of the C-GEMS, a mobile erosion test rig based on the Gust microcosm. In a second step, the developed methods and equipment have been applied in systematic test series in the field and in the laboratory, using natural sediments from the turbidity zone of the Weser estuary as the object of investigation. Within the scope of the experimental investigations carried out, at least one adequate model approach could be identified, parameterised and developed for each of the processes erosion, deposition and consolidation. The present work thus enables a consistent description of the vertical soil exchange of cohesive Weser sediments based on measurements of the total density and water density.dehttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/sediment transporterosiondepositionconsolidationC-GEMSmicrocosmcohesive sedimentsNatural Sciences and Mathematics::551: Geology, Hydrology MeteorologyTechnology::627: Hydraulic EngineeringTechnology::620: Engineering::620.1: Engineering Mechanics and Materials Science::620.11: Engineering MaterialsDoctoral Thesishttps://doi.org/10.15480/882.1526010.15480/882.15260Schlurmann, TorstenTorstenSchlurmannKösters, FrankFrankKöstersOther