Lehrstuhl für Hydrologie und Flussgebietsmanagement

Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt

Technische Universität München

Thomas Pflugbeil, M.Sc.

Technische Universität München

Arcisstaße 21, 80333 München

thomas.pflugbeil@tum.de

Projekt: Gefördert von: Projektträger:

www.hios-projekt.de

Lehrstuhl für Hydrologie und Flussgebietsmanagement (Prof. Dr. Markus Disse)

Dr.-Ing. Karl Broich

Technische Universität München

Arcisstaße 21, 80333 München

karl.broich@tum.de

berechne

Hydrodynamische Niederschlagsabflussmodellierung

mit Hilfe des SCS-CN-VerfahrensThomas Pflugbeil, Karl Broich, Markus Disse

Literatur[1] Ata R. (2017): Telemac2d User Manual. Version 7.2, April 2017, Paris

[2] Ligier P.-L. (2016): Implementation of a rainfall-runoff model in TELEMAC-2D, Proceedings of the XXIIIrd TELEMAC_MASCARET User Conference, 11.-13. October,

Paris, France

[3] National Engineering Handbook, Section 4: Hydrology, Soil Conservation Service SCS, USDA, Washington, D.C., 2004

[4] Weis V. (2015): Hydrologische und gewässerhydraulische Untersuchungen zur Neubemessung des Hochwasserrückhaltebeckens Asenbach, Studienarbeit, Juli

2015, TU München

[5] Wencker N. (2019): Validierung des Verfahrens anhand der Fallstudien Simbach a. Inn und Triftern – NA-Modellierung mit dem hydraulischen Simulationsprogramm

TELEMAC-2D, Juni 2019, TU München (geplant)

AnpassungDatenaufbereitung Konzept

Verifizierung

Pro und Contra SCS-CN-VerfahrenDas Soil Conservation Service (SCS) Verfahren [3] ist eine weit verbreitete Berechnungsmethode zur Ableitung der Abflussbildung auf der Basis von Niederschlägen und gebietsspezifischen

Abflussbeiwerten. Die Curve Number (CN-Wert) stellt dafür den einzigen Eingabeparameter dar, der sich einfach und zuverlässig anhand der Landnutzung und des Bodentyps bestimmen lässt

und keines weiteren Messwerts bedarf [4]. Die zur Ableitung notwendige Kartierung der Bodenklassen (A, B, C, D) liegt in Bayern flächendeckend vor. Das SCS Einheitsganglinien Modell, das

meist in Kombination mit den CN-Werten zur Berechnung der Abflusskonzentration verwendet wird, wird in der vorliegenden Untersuchung durch die deutlich genauere hydrodynamische

Simulation ersetzt. Gleiches gilt für das Abflussrouting. Beim Abflussrouting findet in Kombination mit den CN-Werten oft die Lag-Methode Verwendung. Diese kann hier durch die numerische

Berechnung des Oberflächenabfluss gemäß den Flachwassergleichungen ersetzt werden. Das SCS-CN-Verfahren ist in TELEMAC-2D implementiert [2]. Die Bewertung des SCS-CN-

Verfahrens im Rahmen dieser Studie fällt überwiegend positiv aus.

Kalibrierung

Gemessen Simuliert Abweichung

Peak 1 120.3 m³/s 121.8 m³/s + 1.3 %

Peak 2 125.5 m³/s 133.2 m³/s + 6.1 %

Zeit des Peaks 1 36 h 35.25 h - 45 min

Zeit des Peaks 2 37.75 h 38.25 h + 30 min

Volumen 4.932 Mio. m³ 4.931 Mio. m³ - 0.02 %

Validierung

RADOLAN-YW [mm]

3 Tage (72 h)

Max: ∑ = 188,6 mm

Min: ∑ = 122,5 mm

Validierung Pegel Triftern [5]

Erprobt EinfachFür kleine

EZGLokal ver-feinerbar

Gültig-keit ?

GrobeKlassifizierung

Vor-feuchte

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Pegel Triftern

Pegel Simbach a. Inn

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Gemessen Simuliert Abweichung

Peak 207.2 m³/s 213.9 m³/s + 3.2 %

Zeit des Peaks 37 h 37.25 h + 15 min

Volumen 3.5 Mio. m³ 3.499 Mio. m³ - 0.03 %

Kalibrierung Pegel Simbach a. Inn

Neigungskorrektur SSC

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Anforderung

Datenbeschaffung

Modellauswahl

ValidierungEreignisbasiert für die benachbarten Orte Simbach a. Innund Triftern. Kalibrierung Simbach, Verifizierung Triftern.

Geeignete Modelle* : • TELEMAC-2D• HYDRO_AS-2D

*) vgl. Präsentation „Hydrodynamische Simulation der Sturzflutereignisse in Baiersdorf und Simbach - Ein Modellvergleich“ von Thomas Pflugbeil, Qing Lin, Karl Broich, Markus Disse [21771]

DGM

Landnutzung

Niederschlag

Laserscan 1x1m Raster

DWD RADOLAN YW 5min

Boden Hydrologische Bodengruppen

TN, INVEKOS

Es sollen hydrodynamische Modelle verwendet werden, die in der Lage sind räumlich-zeitlich verteilten Regen zu simulieren.

Es sollen Daten höchster Genauigkeitfür DGM, Niederschlag, Landnutzungund Boden genutzt werden.

Die Qualität der Ergebnisse aus demVerfahrensablauf soll validiertwerden.

ZielGeprüfte HydroDynamischeNiederschlagAbflussModellierung HDNAM

Datenanpassung

Programmanpassung• Definition eines Datenformats für räumlich-

zeitlich verteilten Niederschlag• Modifikation der TELEMAC-2D Eingabe und

Datenstruktur zur Behandlung von räumlich-zeitlich verteiltem Niederschlag

• Einlesen der Daten aus den DWD-RADOLAN-YW-Datensatz

• Modifikation und Konvertierung der Daten entsprechend den Anforderungen

Übertragung

• Parameter aus Kalibrierung

• Gleichartiger Verfahrensablauf

Simbach a. Inn

Triftern

Maßgebliche EinflussfaktorenCN-Werte Rauheit Vorfeuchte

CN-Werte

VorfeuchteRauheit

Triftern

Simbach a. Inn

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