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thesis:hang_roger

Potential verschiedener Modelle zur Vorhersage von Oberflächen- und Zwischenabfluss bei Starkregen

Fragestellung

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

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. 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

Markus Weiler

Anforderungen

N-A-Modellierung, Bodenhydrologie, Kommunikation und Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern im In- und Ausland,

Sprache

Deutsch oder Englisch

Besonderes

Die Arbeit ist in das LUBW Projekt “Starkniederschläge” eingebunden

Literatur
thesis/hang_roger.txt · Zuletzt geändert: 2018/10/21 10:15 von mweiler