FLORIS-2000: Ansätze zur 1.5D-Simulation des - SCIETEC ...

FLORIS-2000: Ansätze zur 1.5D-Simulation des Sedimenttransportes
im Rahmen der mathematischen Modellierung von Fließvorgängen
Presented on: Wasserbau-Symposium, Graz, Oktober 19-21, 2000
by G.Reichel, R.Fäh & G. Baumhackl
2 ANFORDERUNGEN UND ABGRENZUNGEN
2.1 Abgrenzung zu 2D- und 3D-Programmen
Im konkreten Fall der Entwicklung des Sedimentmoduls von FLORIS ist zunächst
festzuhalten, daß FLORIS die Hydraulik 1D behandelt (vgl. [5]). Die Umstellung der
hydraulischen Berechnungen von FLORIS auf 2D oder gar 3D war a priori
ausgeschlossen, weil dies ein völlig neues Programm ergeben würde und weil
derartige Programme ja verfügbar sind (z.B.: [7]).
2.2 Festlegung typischer Problemstellungen
Die Auswahl von Modellansätzen, die in einem Simulationsmodell zu implementieren
sind, richtet sich nach den Problemstellungen, die mit dem Modell untersucht werden
sollen. Vice versa ergibt sich aus den implementierten Modellansätze das Spektrum
von Problemfälle, für welche ein Modell anwendbar ist. Als Ausgangsbasis für die Entwicklung
des Sedimentmoduls wurde ein Fragen- bzw. Anforderungskatalog erstellt,
der auszugsweise in Tabelle 1 dargestellt ist. Der Katalog orientiert sich an Fragen und
Problemen, die für die Betreiber von Kraftwerken und Kraftwerksketten typisch sind.
� Wo im Stauraum bzw. im Flußsystem setzen sich Feststoffe ab und wo werden sie
mobilisiert ?
� Bei welchem Betriebszustand können abgesetzte Feststoffe wieder mobilisiert werden ?
� Wie ist das zeitliche Verhalten von Erosion und Sedimentation während einer
Hochwasserwelle ?
� Wie ist das Verhalten des Feststofftransportes einer gesamten Kraftwerkskette ?
� Wie stark wird der Feststoffhaushalt durch die Betriebsführung beeinflußt bzw. wie stark
ist er beeinflußbar ?
� Das Modell muß jedenfalls ein Mehrkornmodell sein und Effekte wie selektive
Sedimentation oder Sohlabpflasterungen abbilden können.
� Das Modell muß Ansätze zur Behandlung von kohäsiven Sedimenten enthalten.
� Das Modell muß in der Lage sein, räumliche Effekte im Querprofil abzubilden, wobei
physikalische Teilmodelle empirischen Ansätzen vorzuziehen sind.
� Die Einflüsse von Sedimentation und Erosion auf die Reibungsverhältnisse müssen im
Modell abbildbar sein.
Tabelle 1: Auszug aus dem Katalog, der die Anforderungen
an den Sedimentmodul von FLORIS definierte
3. DARSTELLUNG DER MODELLANSÄTZE
3.1 Überblick
© 2000, Scietec Flussmanagement GmbH
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