Ein hydrologisches Modell für tidebeeinflusste Flussgebiete

4 Hydrologische Simulation der Abflüsse in rückstaubeeinflussten Gebieten
dS
− QA ( t =
(Gl. 4.1.13)
dt
QZ ( t)
)
Für diskrete Zeitintervalle ∆t lautet die Kontinuitätsgleichung:
QZ ( t)
+ QZ(
t+
∆t)
QA ( t)
+ QA ( t+
∆t)
∆S
−
=
2
2 ∆t
mit
∆ = S(
t+
∆t)
S −S
( t)
(Gl. 4.1.14)
QZ(t+∆t) : Zufluss des nächsten Zeitschrittes t +∆t [m³/s]
QA(t+∆t): Abfluss des nächsten Zeitschrittes t +∆t [m³/s]
QZ(t): Zufluss des Zeitschrittes t [m³/s]
QA(t): Abfluss des Zeitschrittes t [m³/s]
S(t): Speicherinhalte am Ende des aktuellen Zeitschrittes [m³]
S(t+∆t): Speicherinhalte am Ende des nächsten Zeitschrittes [m³]
Mit der Speicherinhalt-Abfluss-Beziehung können Translation und/oder
Retention im Gewässer durch funktionale Zusammenhänge wie Gl. 4.1.12a
beschrieben werden. Da bei den verbreiteten hydrologischen Verfahren wie
z. B. Einzellinearspeicher, Muskingum, Kalinin-Miljukov und Speicherkaskade
(vgl. hierzu z. B. Maniak in: Mehlhorn, 1995, S. 56ff) die Wasserstände
nicht berücksichtigt werden, können die Abflussveränderungen infolge
Rückstau bei diesen Verfahren nicht explizit ausgedrückt werden.
Mit hydrologischen Ansätzen können Wasserstände abgeleitet werden, wenn
eine Wasserstand-Abfluss-Beziehung (Abflusskurve) vorliegt. Die Abflusskurve
kann gemessen oder rechnerisch ermittelt werden. Bei zeitinvarianten
Modellkonzepten werden die Abflusskurven häufig für den Rechenzeitraum
konstant angenommen.
Die Abflussganglinie QA(t) und Wasserstandsganglinie W(t) können mit der
Kontinuitätsgleichung und Speicherinhalt-Abfluss-Beziehung bei gegebener
Zuflussganglinie QZ(t) z. B. mit dem Seeretentionsverfahren oder der
Modified Puls Method (Maniak, 1997) berechnet werden, wenn eine Wasserstand-Speicherinhalt-Beziehung
und eine Abflusskurve vorliegen (Abb. A4 im
Anhang). Diese Verfahren berechnen das Retentionsverhalten von Wasser-
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