Morphodynamik beschreibt die zeitliche Entwicklung der Topographie des Meeresbodens. Eine veränderte Morphodynamik hat einen direkten oder indirekten Einfluss auf Feuchtgebiete, die Gewässergüte, ökologische Systeme, die Artenvielfalt sowie die Unterhaltung von Kanälen und den Küstenschutz. Die Morphologie der Yangtze-Mündung hat sich in den letzten 2000 Jahren, vor allem in den letzten 150 Jahren sehr verändert. Dieser Trend wird sich durch weitere Veränderungen in der Abflussmenge und Sedimentfracht hervorgerufen durch menschliche Eingriffe und den möglichen Anstieg des Meeresspiegels fortsetzen. Es ist von großer Bedeutung und von Notwendigkeit abzuschätzen und zu bewerten, welche Auswirkungen durch menschliche Eingriffe, wie Ausbaggern von Kanälen, und langfristige Prozesse, wie dem Anstieg des Meeresspiegels oder einer Änderung des Abflussregimes auf die Morphodynamik entstehen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung und Bewertung morphologischer Veränderungen im Mündungsbereich des Yangtze anhand verschiedender Szenarien und Projekte. Da unterschiedliche räumliche und zeitliche Skalen an den morphologischen Prozessen beteiligt sind, werden sowohl Analysen der Messdaten als auch numerische Simulationen durchgeführt, um eine verbesserten Einblick in die historische und zukünftige morphologische Entwicklung dieses Gebietes zu gewinnen.

Die Daten von regulären und kurzzeitigen Feldmessungen am Yangtze sowie die monatlichen Messdaten der Datong Station der vergangenen 50 Jahre werden analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Abflussmenge und Sedimentfracht des Yangtze verändert haben und die morphologischen Veränderungen damit korrelieren. Die größte Veränderung trat bei der Erosion auf. Im Yangtze zwischen Datong und Jiangyin stieg die Erosionsgeschwindigkeit in den vergangenen 20 Jahren um den Faktor 10 an. Eine lineare Korrelation zwischen dem abgelagerten Volumen und dem Verhältnis von Abfluss zu Sedimentfracht wurde gefunden.

Die Yangtze Mündung wird mit dem morphodynamisch-numerischen Modell TIMOR abgebildet. Für die Kalibrierung des Modells werden die Messungen des Wasserstandes, der Strömungsgeschwindigkeiten und –richtungen sowie der Schwebstoffkonzentrationen herangezogen. Das Modell wird mit Messdaten aus der Trocken- und Regenzeit validiert. Die Simulationsergebnisse zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den Messdaten.

Simulationen, um die saisonalen und langfristigen morphologischen Veränderungen zu überprüfen, werden durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass während der Trockenzeit mehr Sediment abgelagert wird, als während der Regenzeit. Die Schwebstoffkonzentration ist stark von Ebbeausbreitung beeinflusst und abhängig von der momentanen Geschwindigkeit. Die räumlichen und zeitlichen Muster der Veränderungen der Meeresbodentopographie sagen vorher, dass der nördliche und südliche Mündungsarm, dass der sich im südlichen Arm befindliche nördliche Kanal, entlang der Flussufer, und die rechten Ufer der Süd-Passage, Ablagerung aufweisen würden.

Der Einfuss des Baumaßnahmen im Rahmen des „Deep Waterway Regulation“-Projekt, welche in der nördlichen Passage im Bereich der Mündung des Yangtze ausgeführt werden, wird mit Hilfe des in TIMOR implementierten Modellgebietes untersucht. Die Morphologie im Bereich des Projektgebietes ist in einem dynamischen Gleichgewicht. Seit 2007 findet in der Mitte des im Rahmen des Projektes gebaggerten Schifffahrtsrinne Sedimentation statt. Eine mögliche Lösung für das entstandene Problem könnte die Erhöhung der südlichen Wand darstellen. Die Simulation zeigt, dass diese Maßnahme nicht sinnvoll wäre, da sowohl die zu baggernde Menge nicht verringert, als auch die Ebbe- und Flutgeschwindigkeiten nicht positiv beeinflusst würden. Zur Erhaltung einer Tiefe von 15m in der Schifffahrtsrinne müssen jährlich über 70 Mio. m³ Sediment gebaggert werden. Die Modellierung verschiedener Anstiege des Meeresspiegels unter Ansatz eines mittleren Abflusses für den Yangtze zeigt, dass die Morphologie der Yangtze-Mündung durch Ablagerungen dominiert wird. Wenn der Meeresspiegel um weniger als 1 m ansteigt, sind die auftretenden morphologischen Veränderungen ähnlich zu einander. Bei einem starken Anstieg des Meeresspiegels und einem sehr niedrigen Abfluss im Yangtze, ist eine starke Erosion in der Yangtze-Mündung zu erwarten. Unabhängig davon, ob extreme hohe oder niedrige Abflüsse oder ein Anstieg des Meeresspiegels auftreten, wird es in der südlichen Passage des Yangtze zu Sedimentation kommen.

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich nicht nur mit der hydrodynamischen, sondern auch mit der morphodynamischen Simulation des gesamten Yangtze-Mündungsbereiches unter gleichzeitiger Berücksichtigung von Abfluss, Sediment, Strömung und Wind. Der Einfluss durch menschliche Aktivität wird ebenfalls betrachtet. Die gemeinsame Wirkung des Anstiegs des Meeresspiegels und verschiedener Abflüsse des Yangtze wird vorhergesagt. Diese Arbeit trägt dazu bei, die morphologischen Veränderungen, welche auf Grund von Eingriffen durch den Menschen und den Anstieg des Meeresspiegels in Flussmündungen entstehen können, besser zu verstehen.