Ein hydrologisches Modell für tidebeeinflusste Flussgebiete

4 Hydrologische Simulation der Abflüsse in rückstaubeeinflussten Gebieten
und dem Wasserstand des vorangegangenen Zeitschrittes des in Fließrichtung
nachfolgenden Beckens i+1 herangezogen:
66
2/3
St rhy
Q= Ak
I .
W
mit
IW: Wasserspiegelgefälle zwischen den Speichern i und i+1:
IW = dh / dL [m/m
dh: Wasserstandsdifferenz zwischen den Speichern i und i+1:
dh = W(i,t) - W(i+1,t-1) [m]
dL: Fließlänge zwischen den Speichern i und i+1 [m]
Da bei der Abflussberechnung kein Bewegungsterm und keine Speicherinhalt-Abfluss-Beziehung
berücksichtigt werden, wird Retention nicht nachgebildet.
Es werden quasistationäre Bedingungen angenommen, der Ansatz ist
auf langsame zeitliche Änderungen des Durchflusses beschränkt.
Rechnerisch folgt die Abflussberechnung dem Zufluss um einen Zeitschritt
verzögert und enthält damit einen systematischen Fehler. Durch die Wahl
hinreichend kleiner Zeitschritte, die bei HYREM im Sekundenbereich deutlich
unter üblichen Schrittweiten bei der Speicherberechnung liegen, sollen quasistationäre
Verhältnisse gewährleistet und der Zeitschrittfehler vernachlässigbar
klein gehalten werden. Da alle Prozesse der Abflussbildung und -konzentration
in gleichen Sekundenschritten berechnet werden müssen, resultiert
ein hoher Rechenaufwand des Modells.
Programme wie z. B. SWMM von XP-Software (XP-Software, 2003), Pond
Pack von Haestad (Haestad, 2003) oder WMS (Scientific Software Group,
2003) haben in der Simulation und Bewirtschaftung von einzelnen Speichern
und verbundenen Speichern (interconnected ponds) einen Programmschwerpunkt.
Sie verwenden hydrologische Ansätze (z. B. Modified Puls Method,
Muskingum, nichtlineare kinematische Welle), wenn kein Rückstau vorliegt.
Zur Simulation rückstaubeeinflusster Abflüsse werden hydrodynamische
Ansätze nach den St. Venant Gleichungen verwendet.
Neben hydrologischen und hydraulischen Verfahren (Tab. 4.1.1) werden für
die Berechnung des mittleren Abflusses während eines Sielzuges auch
statistische Verfahren eingesetzt, bei denen anhand von Sielzugmessungen
Korrelations- und Regressionsanalysen durchgeführt werden (z. B. Liese und
Luck, 1973; Kunz, 1975; Köhler, 1977; Zillich, 1977; Meyer, 1983). Da diese