1. Geschiebetransportmodellierung mit
HYDRO_FT-2D
HYDRO_AS-2D Anwendertreffen in Aachen, 13.11.2018
Prof. Dr.-Ing. Alpaslan Yörük
13. November 2018 www.hydrotec.de 1

2. Agenda
Einleitung
Datengrundlage
Morphologische Analyse
Modellerstellung
Modellkalibrierung
Ergebnisse Prognosesimulationen
Zusammenfassung
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3. Einleitung
Geschiebedurchgängigkeit Obere Isar seit
Ende 50er Jahre unterbrochen
Räumung von Geschiebe in den Vorsperren
Fortschreitende Erosion im UW
Aufgabe ist die Erstellung eines FT-Modells
(HYDRO_FT-2D) zur zukünftigen Analyse…
zum Verbleib der Geschiebezugaben
einer Optimierung von Zugaben (Menge, Ort, …)
von Wirkungen von Maßnahmen auf den
Geschiebehaushalt
(UW-Sylvensteinspeicher bis Flecker Wehr)
Auftraggeber WWA WM in Zusammenarbeit
mit dem Bayer. LfU
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Quelle: wikipedia

4. Einleitung – Bilder Vorsperre Isar 2017
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5. Datengrundlage
Morphologische Daten
Sohlenaufbau
Zugaben/Entnahmen
(Proben aus Halde)
Geobasis-/Geofachdaten
Hydrologische Daten
Hinweise
i.d.R. mindestens 3
Geometriezuständef(t)
Daten für mehrere Jahre
(Profile zudem lagegenau)
Überblick (v.a. im Quervergleich)
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6. Morphologische Analyse – Luftbilder
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2003
2006
aktuell
220,0 220,6 222

7. Morphologische Analyse – Geometrie 1/2
Beispiele Profiländerungen (Messwerte 2003/2005/2011/2014)
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8. Morphologische Analyse – Geometrie 2/2
Beispiele Profiländerungen (Messwerte 2003/2005/2011/2014)
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Volumensummenlinie
Mittlere Sohlhöhen

9. Morphologische Analyse - Sonstiges
Deckschichten reichen tlw. bis in die Böschung hinein
Geschiebezugaben
Teilweise signifikanter selektiver Transport
Teilweise Stabilisierung durch Vegetation
Lokaler anstehender Fels
Sohlenbauwerke
…
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LZ_3 bei FKM 223,2
Zugabe Steinbockdenkmal
Beispiel selektiver Transport Beispiel Vegetation

10. Modellerstellung
Erstellung HYDRO_AS-2D Modell (3 Geometrievarianten)
und hydraulische Kalibrierung
3,6 km² Berechnungsfläche
Ca. 20.000 Knoten/km²
Erweiterung zu HYDRO_FT-2D Modell
Geschiebetransport Mehrkorn
10 Fraktionen
Definition Deckschicht
(modifiziert nach Einschwemmen)
Definition homogener
Unter- und Grundschicht
DZG-Layer
Ermittlung des geschieberelevanten Abflusses
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Netzdiskretisierung
Diskretisierung SL

11. Modellkalibrierung HYDRO_FT-2D 1/2
Auswahl Zeiträume
Kalibrierung 2003 – 2005
Validierung 2005 – 2011
Kriterien
Volumensummenlinie
Profilgeometrie
Parametervariation
Teta-Krit (0,037-0,047)
dm (Reduktion bis 30 %)
A_r (8-15) bzgl. Einfluss Gewässerverlagerung
CF_Quergefälle (0 - 2) bzgl. Einfluss Gewässerverlagerung
Anpassung Ausdehnung Decksicht / DZG-Layer
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Grundlage Anpassung Deckschicht und dm

12. Modellkalibrierung HYDRO_FT-2D 2/2
Gleichgewicht aus
Profilgeometrie
Volumensummenlinie
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Volumensummenlinie Kali Volumensummenlinie Vali
220,6
222,6

13. Prognosesimulation – Grundlage
Analyse zur Entwicklung der Zugaben
Zugabe an zwei Orten
Belastung (stationär)
150 m³/s (HQ2)
350 m³/s (HQ50)
Untersuchung ohne (links) und mit (rechts) beweglicher Sohle bei HQ50 (3 Tage)
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14. Prognosesimulation – Ergebnisse
Entwicklung Zugabemenge Vergröberung in der Böschung
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15. Zusammenfassung
Erstellung HYDRO_AS-2D Modell
Erstellung HYDOR_FT-2D Modell
Modellkalibrierung HYDRO_FT-2D
Akzeptable Ergebnisgüte
(Herausforderung: Gleichgewicht Bilanzen und Profil-Geometrieformen)
Lokale Prozesse im Detail modellierbar
Infolge komplexer und tlw. nicht abbildbarer Prozesse
Güte auf gesamter Strecke variabel
Prognosemodell liefert plausible Ergebnisse
Zukünftiges Ziel :
„Bessere Grundlagendaten“
Erweiterung von Ansätzen
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16. Geschiebetransportmodellierung mit
HYDRO_FT-2D
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Prof. Dr.-Ing. Alpaslan Yörük
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