Kalibrierung von 1D-Modellen
Abflussmessungen an Fliessgewässern stellen eine wichtige Grundlage für die Planung verschiedenster sozioökonomischer Aspekte wie Schutz vor Hochwasser, Gewässernutzung oder Landwirtschaft dar. Bemessungsabflüsse z.B. für Hochwasserschutzmassnahmen werden häufig über Extremwertanalysen, basierend auf den gemessenen Zeitreihen, abgeschätzt. An den Pegelmessstationen wird allerdings nicht der Abfluss direkt, sondern der Pegelstand gemessen – der Abfluss wird indirekt über eine Pegel-Abfluss-Beziehung (PQ-Beziehung) hergeleitet. Die PQ-Beziehung basiert auf Eichmessungen, wobei für hohe Abflüsse nur wenige oder meist keine Daten vorliegen. Für den Hochwasserbereich werden die PQ-Beziehungen mit statistischen Methoden extrapoliert, was mit erheblichen Unsicherheiten verbunden ist.
Die hier vorgestellte automatisierte Kalibrierung von hydrodynamischen 1D-Modellen stellt eine effiziente Methode dar, um PQBeziehungen über die vorhandenen Eichmessungen hinaus im Hochwasserbereich abzuschätzen. Da im Modell der gesamte Gerinnequerschnitt inklusive Hochwassersektion sowie die Staukurve berücksichtigt wird, kann die resultierende PQ-Beziehung als robuste Ergänzung zur herkömmlichen statistischen Extrapolation verwendet werden.
Die Methode wurde im Kanton Aargau an bisher elf Messstationen erfolgreich angewandt und konnte neben einer Ergänzung der bestehenden PQ-Beziehung auch weitere relevante Erkenntnisse zum hydraulischen Verhalten bei der Pegelmessstation im Hochwasserfall liefern.
Zur Fachzeitschrift:
Unsere Aufgaben
HOLINGER begleitete die Vermessungsarbeiten im Bereich der Messstation und bestimmte die Rauheitsbeiwerte über Linienzahlanalysen und Aufnahmen der Böschungsbeschaffenheit.
Aus den Vermessungsdaten erstellten wir die Modellgeometrie und kalibrierten das Modell anhand der Eichmessungen über die Rauheitsbeiwerte. Mit dem kalibrierten Modell rechneten wir Hochwasserabflüsse und erweiteten so die PQ-Beziehung in den Hochwasserbereich.
Projektleiter
