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| thesis:hang_roger [2017/01/12 09:58] – mweiler | thesis:hang_roger [2020/02/24 09:03] – mweiler |
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| =====Evaluierung neuer Modellansätze zur Modellierung von Oberflächen- und Zwischenabfluss ===== | =====Potential verschiedener Modelle zur Vorhersage von Oberflächen- und Zwischenabfluss bei Starkregen===== |
| ==Fragestellung == | ==Fragestellung == |
| Hänge bilden zentrale Bereiche in Einzugsgebieten die die Abflussbildung steuern. Jedoch sind bisher noch wenige Modelle entwickelt und insbesondere getestet worden um die Abflussbildung an Hängen vorherzusagen. Dazu fehlen einerseits häufig die geeigneten experimentellen Daten und weiterhin geeignete Modelle um mit diesen Daten die Modelle zu validieren. Das Model RoGeR, das detailliert die Bildung von Oberflächen- und Zwischenabfluss simuliert inklusive Fluss in präferentiellen Fliesswegen ist eine der wenigen Ausnahmen. Das Modell wurde in den letzten Jahren an wenigen Beregnungsexperimenten an Hängen validiert, aber es fehlen noch eine Evaluierung des Modells für einen weiteren geologischen Bereich, da das Modell in Zukunft für die Vorhersage von Starkniederschläge in Baden-Württemberg verwendet werden soll. | Hänge bilden zentrale Bereiche in Einzugsgebieten die die Abflussbildung steuern. Jedoch sind bisher wenige Modelle direkt getestet worden um zu untersuchen, wie gut diese ohne Kalibrierung die Abflussbildung bei Starkregen vorhersagen können. Dazu fehlen einerseits häufig die geeigneten experimentellen Daten und entsprechend Ansätze um die Modelle um mit diesen Daten zu validieren. Häufig werden empirische Ansätze (SCS Verfahren, etc.) verwendet um die Abflussbildung in angemessenen gebieten vorherzusagen. Das Model RoGeR, das detailliert die Bildung von Oberflächen- und Zwischenabfluss simuliert inklusive Fluss in präferentiellen Fliesswegen ist eine der wenigen Ausnahmen die prozess-basiert die Abflussmengen vorhersagen. Das Modell wurde in den letzten Jahren an wenigen Beregnungsexperimenten an Hängen validiert, aber es fehlen eine Evaluierung des Modells und vergleich des Modell mit anderen Ansätzen für verschiedene Standorte, Vorbedingungen und Niederschlagsereignisse. |
| ==Vorgehen== | ==Vorgehen== |
| Das Modell RoGeR ist ein räumlich-verteiltes, unkalibriertes Niederschlags-Abfluss Modell, das mit einer räumlichen Auflösung von 1m2 angewendet wird. Es beschreibt die Abflussbildung und die Abflusskonzentration für Oberflächen- und Zwischenabfluss. Dazu müssen die relevanten Informationen im Detail erfasst werden (Bodeneigenschaften, Geologie, Vegetation, Vorfeuchte, etc). Beregnungsversuche an Hängen wurden in den letzten 15 Jahren von einer Reihe von Gruppen durchgeführt, jedoch meist nicht für die Modellierung verwendet. Diese Daten werden gezielt von den Gruppen eingeholt und müssen entsprechend aufgearbeitet und überprüft werden. Die entsprechenden Beregnungsversuche werden dann modelliert und mit den Beobachtungen verglichen (Abfluss, Dynamic der gesättigten und ungesättigten Zone). Ausserdem sollen Sensitivitätsanalysen durchgeführt werden um die Einfluss von Parameter zu identifizieren, die bisher nur unzulänglich bestimmt werden können.==Themenbereich== | Das Modell RoGeR ist ein räumlich-verteiltes, unkalibriertes Niederschlags-Abfluss Modell, das mit einer räumlichen Auflösung von 1m2 angewendet wird. Es beschreibt die Abflussbildung und die Abflusskonzentration für Oberflächen- und Zwischenabfluss. Dazu müssen die relevanten Informationen im Detail erfasst werden (Bodeneigenschaften, Geologie, Vegetation, Vorfeuchte, etc). Empirische Ansätze (z.B. SCS Verfahren) verwenden ähnliche Eingangsinformationen, basieren aber auf Versuchen und spezifischen Gegebenheiten. Beregnungsexperimente liefern generell die zuverlässigsten Validierungsdaten für solche Modelle. |
| Hanghydrologie, N-A-Modellierung, Abflussbildungsprozesse | Beregnungsversuche an Hängen wurden in den letzten 15 Jahren von einer Reihe von Gruppen durchgeführt, jedoch meist nicht für die Modellierung verwendet. Diese Daten werden gezielt von den Gruppen eingeholt und müssen entsprechend aufgearbeitet und überprüft werden. Ausserdem steht ein Datensatz der Hydrologie zur Verfügung, der in den letzten 2 Jahren an 23 Standorten in Baden-Württemberg erhoben wurde. Die Beregnungsversuche werden dann mit den unterschiedlichen Ansätzen modelliert und mit den Beobachtungen verglichen (Abfluss, Dynamic der gesättigten und ungesättigten Zone). Ausserdem sollen Sensitivitätsanalysen durchgeführt werden um die Einfluss von Parameter zu identifizieren, die bisher nur unzulänglich bestimmt werden können. |
| | ==Themenbereich== |
| | Hanghydrologie, N-A-Modellierung, Abflussbildungsprozesse, Starkregen, Hochwasser |
| ==Betreuung== | ==Betreuung== |
| Markus Weiler und Andreas Steinbrich | Markus Weiler |
| ==Anforderungen== | ==Anforderungen== |
| Kommunikation und Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern im In- und Ausland, N-A-Modellierung, Bodenhydrologie | N-A-Modellierung, Bodenhydrologie, Kommunikation und Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern im In- und Ausland, |
| ==Sprache== | ==Sprache== |
| Deutsch oder Englisch | Deutsch oder Englisch |
| Die Arbeit ist in das LUBW Projekt “Starkniederschläge” eingebunden | Die Arbeit ist in das LUBW Projekt “Starkniederschläge” eingebunden |
| ==Literatur== | ==Literatur== |
| | Ries, F., Kirn, L., & Weiler, M. (2020). Runoff reaction from extreme rainfall events on natural hillslopes: A data set from 132 large scale sprinkling experiments in south-west Germany. Earth System Science Data, 12(1), 245-255. |
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| {{tag>daten master offen}} | {{tag>daten master offen}} |