Ein hydrologisches Modell für tidebeeinflusste Flussgebiete

1 Einleitung und Problemstellung
1 Einleitung und Problemstellung
Die Wasserwirtschaft in tief liegenden, tidebeeinflussten Einzugsbieten ist
durch künstliche Entwässerung mit Sielbauwerken, Schöpfwerken und ein
dichtes Grabensystem geprägt. Unter dem Einfluss eines zu erwartenden
Meeresspiegelanstiegs müssen geeignete Maßnahmen zur Kompensation
der verschlechterten natürlichen Entwässerung sowie zum Schutz des tief
liegenden Binnenlandes und der Bevölkerung entworfen werden. Die
Nachhaltigkeit derartiger Maßnahmen kann durch Simulationsrechnungen
geprüft werden. Geeignete Modelle müssen den Wasserhaushalt der
Landoberfläche, die Zwischenspeicherung im Flussgebiet, die Betriebsweise
der Siele und Schöpfwerke sowie rückstaubeeinflusste Abflüsse und Wasserstände
simulieren können.
Bisher erfolgt die Berechnung instationärer, rückstaubeeinflusster Abflüsse
und Wasserstände überwiegend mittels hydraulisch-numerischer Modelle
(HN-Modelle), für die Abflussganglinien als Randbedingungen vorgegeben
werden müssen. Die Abflussganglinien werden durch Pegelaufzeichnungen
oder Niederschlag-Abfluss-Modelle (N-A-Modelle) bereitgestellt. Wegen des
hohen Rechenaufwandes und der aufwändigen Parametrisierung sind
hydrodynamisch-numerische Verfahren für die Simulation ganzer Flussgebiete
wenig geeignet, so dass sich das Einsatzgebiet von HN-Modellen
i. d. R. auf Gewässerabschnitte beschränkt. Für die operationelle Simulation
mit HN-Modellen müssten diese mit N-A-Modellen gekoppelt werden. Dies ist
in der Praxis arbeitsaufwändig und selten, weil die meisten Modelle standalone-Programme
sind und geeignete Schnittstellen nicht bestehen. Die
Kopplung der Modelle gehört daher noch nicht zum Standard.
N-A-Modelle berechnen Abflüsse aus Niederschlägen und werden zur
Ermittlung kennzeichnender Abflüsse für Hochwasserschutz, Niedrigwasser,
Talsperrensteuerung und Wasserversorgung in Flussgebieten eingesetzt. Bei
geringem Fließgefälle und bei Tideeinfluss liegen jedoch wechselnde Rückstauverhältnisse
vor, die die Zahl geeigneter Rechenansätze für die
Simulation des Wellenablaufes einschränken. Die in N-A-Modellen häufig
verwendeten hydrologischen Modellansätze zur Abflussberechnung stellen
Vereinfachungen gegenüber der Berechnung mit hydrodynamisch-numer-
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