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thesis:geschwindigkeitsmodellierung

Hochaufgelöste Fließgeschwindigkeitsmessungen zur Parametrisierung eines 1-dimensionalen Stofftransportmodells

Problemstellung

Aktuell wird die Feuchtfläche im Hochwasserrückhaltebecken Breitenweg (Gemeinde Eichstetten) umgestaltet, um die Verweilzeit von Stoffen innerhalb der Feuchtfläche und damit den Rückhalt von Pestiziden zu maximieren. Hierzu wurden schon mehrere Tracerversuche durchgeführt. Zur Modellierung wurde das Stofftransportmodell OTIS angewandt. Jenes ist an der Professur vorhanden und simuliert eindimensionalen Stofftransport mit Berücksichtigung des Austausches zu stagnierenden Wasserzonen entlang einer Gewässerstrecke. Parameter des Austausches mussten bislang über Kalibrierung bestimmt werden. Im Rahmen dieser Arbeit soll nun getestet werden, ob sich über direkte Messungen der Fließgeschwindigkeitsverteilung der effektive Austausch in einer Feuchtfläche bestimmen lässt und so eine Modellparametrisierung ohne Kalibrierung prinzipiell möglich ist. Hierzu soll ein neues Messgerät zum Einsatz kommen: Die innovative Geschwindigkeits-Sonde Vectrino-Profiler (Nortek) besteht aus drei Empfängern, die das Echo eines ausgesandten akustischen Pulses aufzeichnen und die Doppler- Verschiebung ermitteln. Dreidimensionale Richtungskompontenen von Strömungen werden so über eine Reichweite von 3 cm mit einer Auflösung von 1 mm und Messraten von 100 Hz erfasst. Zusätzlich stehen hoch-aufgelöste Daten zu Oberflächeneigenschaften (DTM, Vegetation) einer Drohnenbefliegung zur Verfügung.

Ziel der Arbeit

Hochaufgelöste Fließgeschwindigkeitsmessungen des Vectrino-Profilers sollen genutzt werden, um effektive Modellparameter des eindimensionalen Stofftransportmodells OTIS zu ermitteln.

Methode

Der Vectrino Profiler wird in der Versuchsfläche in Eichstetten entlang von Querprofilen senkrecht zur Haupt-Fließstrecke eingesetzt und ermittelt die Verteilung der Fließgeschwindigkeit. Parallel hierzu werden Tracerversuche durchgeführt und OTIS wird an gemessene Tracerdurchgangskurven angepasst. Die effektiven OTIS-Modellparameter (hauptsächlich Austausch zu und Größe der stagnierenden Zonen) werden mit den gemessenen Fließgeschwindigkeiten in Beziehung gesetzt. So können Möglichkeiten abgeschätzt werden, wie sich aus räumlich verteilten Fließgeschwindigkeiten effektive Modellparameter abschätzen lassen.

Betreuung

Jens Lange und Tobias Schütz

Kontakt

Jens Lange jens.lange@hydrology.uni-freiburg.de Tel. +49 (0)761 / 203-3546

Herausforderung

Verwendung eines innovativen Gerätes zur hochaufgelösten Fließgeschwindigkeitsmessung, Datenauswertung und Modellierung

Sprache

Deutsch oder englisch

Literatur

T Schuetz, M Weiler, J Lange: Multitracer assessment of wetland succession: effects on conservative and nonconservative transport processes, Water Resources Research 48 (6).

thesis/geschwindigkeitsmodellierung.txt · Zuletzt geändert: 2017/01/18 09:52 von jlange