Dreier, NormanNormanDreierFröhle, PeterPeterFröhle2022-07-072022-07-072021Die Küste 90 (): 51-78 (2021)http://hdl.handle.net/11420/13047Die heutigen verfügbaren Frühwarnsysteme für Sturmfluten an der deutschen Nordseeküste basieren ausschließlich auf der Vorhersage lokaler Wasserstände. Andere hydrodynamische Belastungen, welche z. B. durch Windwellen und lokale Strömungen hervorgerufen werden, sowie die Widerstandsfähigkeit der Küstenschutzbauwerke (Seedeiche, Ufermauern etc.) werden in der Regel nicht berücksichtigt. Daher wurde ein Prototyp für ein operationelles Echtzeit- und Vorhersagesystem (im Nachfolgenden als „prä-operationelles“ Vorhersagesystem bezeichnet) für Seegang und seegangsinduzierte Belastungen auf der Basis von Naturmessungen und numerischen Simulationen bzw. empirischen Ansätzen entwickelt und am Beispiel von Seedeichen in der deutschen Bucht implementiert. Zur Vorhersage der seegangsinduzierten Belastungen wird ein Hybridmodell bestehend aus numerischen Simulationen (SWAN) sowie empirischen Ansätzen, z. B. EurOtop (2018), in Kombination mit Messdaten dazu verwendet, um beispielsweise mittlere Wellenauflaufhöhen während Sturmfluten an einem Seedeich der Nordseeinsel Pellworm vorherzusagen bzw. in Nahezu-Echtzeit abzuleiten. Das prä-operationelle Vorhersagesystem wurde am Beispiel der Langzeitvorhersage ausgewählter Sturmereignisse der letzten zehn Jahre (z. B. „XAVER“, 5.−6.12.2013) demonstriert und die Vorhersagequalität auf Basis vorhandener Naturmessungen bewertet. Die mittlere quadratische Abweichung (RMSE) der auf Basis der Vorhersagedaten (z. B. Windvorhersage des DWD bzw. Wasserstandsvorhersage) abgeleiteten mittleren Wellenauflaufhöhen (Ru2%) am Deich im Vergleich zu Messungen beträgt zwischen 3 % und 7 % (bzw. 0,16−0,34 m) und liegt damit in etwa in der gleichen Größenordnung wie die aus Seegangsmessdaten im Deichvorfeld bzw. direkt am Deichfuß berechneten mittleren Wellenauflaufhöhen.Today’s available flood- respectively storm surge warning systems for the German North Sea coast consist exclusively of water level forecasts. Other hydrodynamic loads caused by wind waves and local currents as well as the resistance of the flood protection structure itself (e. g. coastal dikes, flood protection walls etc.) are not taken into account. Therefore, a prototype for an operational now- and forecast system (in the following called pre-operational forecast system) for waves and wave induced hydrodynamic loads is set up that consists of available field measurements and data from numerical wave simulations in the German Bight. A hybrid model approach is used for the forecast of hydrodynamic loads on sea dikes. The approach combines numerical results from the phase integrated spectral wave forecast model (SWAN) and empirical approaches (e. g. EurOtop) as well as field measurements for the now- and forecast of average wave run-up heights at a sea dike on the North Frisian Island of Pellworm. The operational system is demonstrated exemplarily for the forecast of selected storm surges during the past decade (e. g. “XAVER”, 5-6th December 2013) and the forecast quality is assessed on the basis of available field measurements. The RMSE (root mean square error) of the average wave run-up heights (Ru2%) at the dike ranges between 3 % and 7 % (0,16−0,34 m) and corresponds to the uncertainty of the calculated average wave run-up heights based on measured local wave parameters.de0452-773920215178Bundesanst. für Wasserbauhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Deutsche BuchtNordseeFrühwarnsystemoperationelle SeegangsvorhersageWellenbelastungICON-EUBSHcmodWellenauflaufEurOtop AnsatzGerman BightNorth Seaearly-warning systemoperational wave forecasthydrodynamic loadswave run-upPhysikGeowissenschaftenTechnikIngenieurwissenschaftenLandschaftsgestaltung, RaumplanungJournal Article10.15480/882.445910.18171/1.09010310.15480/882.4459Journal Article