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thesis:wawiweilheim

Hochwasser an der Isar

Problemstellung

In Zusammenarbeit mit dem Wasserwirtschaft Weilheim können 2 Arbeiten an der Isar durchgeführt werden:

a) Niederschlagsrekonstruktion ausgewählter historischer Hochwasser an der Isar Basierend auf den Hochwasserberichten von großen historischen Ereignissen an der Isar liegen Karten der Niederschlagssumme, Beschreibungen des Niederschlagsgeschehens sowie unterschiedliche Informationen (bspw. die Zeitspanne mit der mittleren und der größ- ten Niederschlagsdichte) über den Niederschlagsverlauf an Stationen vor. Das Wasserwirt- schaftsamt Weilheim möchte diese Informationen aufbereiten und historische Hochwasser an der Isar mit einem Niederschlag-Abfluss-Modell (N-A-Modell) nachrechnen. Dazu müssen die Niederschlagsdaten für das verwendete Modell aufbereitet werden.

b) Auswirkung der Teilrückleitung am Krüner Stauwehr auf den Hochwasserabfluss der oberen Isar Am Krüner Wehr wird das Wasser der Isar ausgeleitet und dem Walchenseekraftwerk zuge- führt. Die Ausleitung wurde Anfang der 1990er Jahre zu einer Teilrückleitung umgestaltet, sodass dauerhaft ein Restwasserabfluss im weiteren Verlauf der Isar verbleibt. Infolge des- sen stieg der Grundwasserspiegel im Flussbett an, sodass ein großer natürlicher Retentions- raum innerhalb der anzutreffenden Schotterkörper verloren ging. Das Wasserwirtschaftsamt Weilheim möchte nun die Auswirkung der Teilrückleitung auf den Hochwasserabfluss der Isar unterhalb des Stauwehres untersuchen.

Ziel der Arbeit und Vorgehen

a) Folgende Arbeitsschritte sind dazu pro Hochwasserereignis durchzuführen: 1. Aus dem Niederschlagsgeschehen und den Punktinformationen über den zeitlichen Niederschlagsverlauf an Stationen sollen Regionen aggregiert werden, die gleiche oder sehr ähnliche zeitliche Niederschlagsverläufe aufweisen. Für jede dieser Region ist eine idealisierte zeitliche Niederschlagsverteilung aufzustellen und zu hinterlegen. Abschließend soll dies in einer Art raum-zeitlichen Niederschlagverlaufskarte dargestellt werden. 2. Es soll ein Programm entwickelt werden, das aus der Kombination der Niederschlagssummenkarte und der raum-zeitlichen Niederschlagverlaufskarte Zeitreihen für das N-A-Modell ableitet. 3. Mögliche Erweiterung für bspw. eine Masterarbeit: Kombination von verschiedenen raum-zeitlichen Niederschlagverläufen mit verschiedenen Niederschlagssummen (mithilfe des Werkzeugs aus Punkt 2.) und Analyse der mit einem N-A-Modell simulierten Spitzenabflüsse an der Isar.

b) 1. Beschreibung der Situation Beschreibung des oberflächennahen Untergrundes sowie der Interaktion zwischen Hochwasserabfluss und der Schotterkörper. Dazu sollen die Messdaten von Pegel und Grundwassermessstellen ober- und unterhalb des Wehres anhand von vergan- genen Hochwasserereignissen (vor und nach der Teilrückleitung) analysiert werden. 2. Statistische Analyse des Isarpegels „Rißbachdüker“ Der Pegel „Rißbachdüker“ liegt rund 14 km unterhalb des Wehres vor der Mündung des Rißbaches. Dort wird der Abfluss der Isar seit 1980 gemessen, sodass Zeitreihen vor und nach der Teilrückleitung zur Analyse vorliegen. Um einen Einfluss der Teilrückleitung auf die Abflussspitze der Isar zu untersuchen, soll deren statistische Verteilung („Peak over Threshold“ mit iterativer Zunahme des „Thresholds“) vor und nach 1990 mit einem Homogenitätstest verglichen werden. 3. Hydrologische Simulation mit LARSIM Für die Simulation von mächtigen Schotterkörpern in alpinen Gebieten besteht im hydrologischen Modell LARSIM die Möglichkeit den maximalen Inhalt des Ge- bietsspeichers für den Grundwasserabfluss individuell für einzelne Modellteilgebiete zu limitieren. Nach Überschreitung des Grenzwertes wird das überschüssige Wasser wie Direktabfluss behandelt. Diese Option soll unterhalb des Stauwehres in das Modell eingebaut und die Wirkung auf den Hochwasserabfluss anhand von Simulationen historischer Hochwasser (bspw. 2005 oder 2013) mit und ohne Schotterkörper analy- siert werden.

Betreuung

Markus Weiler und Dr. Johannes Bellinger (WaWi Weilheim)

Kontakt

Markus Weiler markus.weiler@hydrology.uni-freiburg.de Tel. +49 (0)761 / 203-3530

Herausforderung

Datenanalyse, Modellierung

Sprache

Deutsch

Literatur
thesis/wawiweilheim.txt · Zuletzt geändert: 2018/10/21 10:34 von mweiler