Archiv der Kategorie: Heft 6, Dezember 2009

Überprüfung von Abflusskurven für die Pegel Wetter und Hattingen an der Ruhr nach den Hochwasserereignissen im August 2007 mit Hilfe von numerischen 2-D-Modellen

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 53. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2009

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2009

Autor/Autorin:
Mario Oertel, Andreas Schlenkhoff und Gerd Morgenschweis

Schlagworte:
Abflusskurven, Hochwasser, hydromorphologische Randbedingungen, 2-D-Simulation

Nach den extremen Hochwasserereignissen an der Ruhr im August 2007 war es erforderlich, die vorhandenen Abflusskurven der Pegel Wetter und Hattingen zu überprüfen, da diese inkonsistente Ergebnisse lieferten. Als Ursache hierfür wurden veränderte hydromorphologische Randbedingungen und verstärkter Bewuchs entlang der Ufer und in den Vorländern ermittelt. Darüber hinaus waren die bisherigen Abflusskurven für das gesamte Abflussjahr gültig und im Bereich höherer Abflüsse ausschließlich durch Kalibrierungsmessungen während winterlicher Hochwasserereignisse belegt. Die Augusthochwässer 2007 waren aber die ersten Sommerereignisse seit vier Jahrzehnten. Mit Hilfe von zweidimensionalen numerisch-hydraulischen Simulationen wurden unter Einbeziehung variierender Rauheitseinflüsse durch den angrenzenden Bewuchs neue Abflusskurven – für Sommer- und Winterhalbjahre differenziert – erstellt. Es zeigten sich deutliche Unterschiede in den Abflusskurven für das Sommerhalbjahr. Da während des Winterhalbjahres bisher noch keine Hochwassermessungen bei dem vorhandenen verstärkten Bewuchs durchgeführt werden konnten, ist vorgesehen, entsprechende Modellberechnungen durchzuführen, nachdem entsprechende Kalibrierungsmessungen vorliegen.

Zur automatischen Scheitelpunktbestimmung gemessener Tidekurven in der Deutschen Bucht

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 53. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2009

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2009

Autor/Autorin:
Sylvin H. Müller-Navarra

Schlagworte:
Deutsche Bucht, Extremwertabtastung, numerische Glättung, Tidekurve, Tidescheitelwerte

Auf den ersten Blick erscheint die Festlegung der Tidescheitelwerte einer digitalen Pegelkurve ein triviales Problem zu sein. Die Kurven weisen jedoch mannigfaltige natürliche und artifizielle Störungen auf, die zwar für einen erfahrenen Hydrologen bei manueller Auswertung ohne weiteres herauszufiltern sind, eine automatische, IT-gestützte Tidescheitelbestimmung aber enorm erschweren. Seit mehr als 20 Jahren wird für letzteres ein Verfahren verwendet, welches die Zeitreihe stückweise an ein Polynom höherer Ordnung anpasst. Die Ordnungszahl des Polynoms und die verwendete Zeitspanne sind dabei jedoch abhängig von den natürlichen Verhältnissen am Standort und von den technischen Eigenschaften des Pegels zu wählen.

Motivation für die Entwicklung einer neuen, automatischen Methode war die gewünschte Einsetzbarkeit im Wasserstandsvorhersagedienst für die deutsche Nordseeküste. Hierbei müssen ständig die neuesten Tidescheitelwerte festgestellt und in die laufenden Vorhersagen eingearbeitet werden. Das ist bei der Vielzahl der mittlerweile per Datenfernübertragung verfügbaren Pegelzeitreihen manuell nicht länger möglich.

Drei Teilprobleme mussten gelöst werden: die numerische Glättung der Kurven, die Extremwertabtastung und die Nummerierung der Extremwerte. Dabei konnten Verfahren aus ganz unterschiedlichen Wissenschaftszweigen adaptiert werden. Finanzmathematik und technische Mechanik zeigten einen Lösungsweg für die Glättung auf, und aus der Himmelsmechanik empfahl sich eine Nummerierung dem Monde folgend.

Zur Bestimmung von Fließzeiten, Fließgeschwindigkeiten und longitudinaler Dispersion in der Mosel mit 3HHO als Leitstoff

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 53. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2009

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2009

Autor/Autorin:
Walter J. Krause, Winfried Rost und Tanja Lüllwitz

Schlagworte:
Fließgeschwindigkeit, Fließzeiten, longitudinale Dispersion, Mosel, Tritium

Intermittierende Einleitungen von Tritium aus dem Kernkraftwerkstandort Cattenom bei bestimmungsgemäßem Betrieb wurden zur Ermittlung von Fließzeiten, Fließgeschwindigkeiten und Kenngrößen zur longitudinalen Dispersion in der Mosel genutzt. Die hierbei gewonnenen Daten bilden die Grundlage für Prognosen, anhand derer in einem Störfall das Fließ- und Ausbreitungsverhalten gelöster radioaktiver Stoffe entlang der Fließstrecke beschrieben und die radiologischen Auswirkungen für unterliegende Nutzungsbereiche minimiert werden können.