Nachrechnung physikalischer Modellversuche mit Hydro_GS

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Emma Schuler
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1 Nachrechnung physikalischer Modellversuche mit Hydro_GS Workshop Hydro_GS-2D in München am Dr. sc. techn. Roni Hunziker, Vincent Haebler, dipl. Umwelt-Ing. EPFL Dr.-Ing. Andreas Niedermayr

2 Inhalt HWS-Projekt Reusszopf an der Mündung der Kleinen Emme in die Reuss - Vorstellung Projekt - Vergleich der Modellresultate - Fazit

3 Projektgebiet Reuss unterhalb Luzern

4 Hochwasser 2005 Reusszopf: Mündung der Kleinen Emme in die Reuss

5 Projekt Reusszopf: Mündung der Kleinen Emme in die Reuss

6 Diskussion Diskussionen aufgrund des Projektes: - Massive Kritik von den Unterlieger-Kantonen - Unterlieger befürchten eine Zunahme der Hochwasserabflüsse

7 Hydraulisches Zusammenspiel Seereuss und Kleine Emme Reusszopf: Mündung der Kleinen Emme in die Reuss

8 Abfluss Q [m3/s] Wirkung der Kleinen Emme auf den Seeausfluss im IST-Zustand Dämpfung des Seeausflusses wegen Rückstau Kleine Emme Littau Reuss Pegel Luzern (Geissmatt) Zeit t [d]

9 Folgen Politische Folgen - 2D-Simulationen zeigen, dass sich der Rückstau weiterhin einstellen wird - Unterlieger bezweifeln die Resultate der 2D-Simulationen - Unterlieger machen Einsprache gegen das Projekt - Entscheid Luzern: Verifikation durch physikalisches Modell

10 Modell-Setup - Physikalisches Modell an der VAW im Massstab 1:45 - Wahl der gewässerspezifischen Parameter für beide Modelle möglichst identisch - Kornverteilung im 2D-Modell feiner als im physikalischen Modell (ca. Faktor 2) - Rechenzeiten: 3 Jahre reduzierte Ganglinie, Elemente, 1km km = 30 h - Intel Core i CPU 3.4 GHz

11 Resultate

12 Modellverifikation Ablagerungen am Reusszopf nach dem Hochwasser 2005 Berechnete Sohlenlagen

13 Auswertung der Simulationen in verschiedenen Schnitten LP QP LP Reusszopf: Mündung der Kleinen Emme in die Reuss

14 Vergleich der Resultate im Projektzustand: Sohlenveränderungen

15 Vergleich der Resultate im Projektzustand: Wasserspiegel Kleine Emme

16 Vergleich der Resultate im Projektzustand: Wasserspiegel Reuss

17 Vergleich der Resultate im Projektzustand: Ablagerungen Reusszopf VAW Hydro_GS

18 Fazit

19 Fazit Modelle Beide Modelle liefern quantitativ und qualitativ sehr ähnliche morphologische und hydraulische Resultate Das physikalische Modell ist besser geeignet für lokale Fragestellungen (Kolkprobleme entlang der Böschungen) Mit dem numerischen Modell können sowohl Projektvarianten als auch Sensitivitätsanalysen einfacher untersucht werden

20 Fazit Modelltechnik Die unterschiedlichen Annahmen bezüglich der Ausgangskornverteilung werden ausgeglichen, die Wahl der Kornverteilung muss trotzdem gut überdacht werden

21 Reuss Dm [m] Fazit: Mittlerer Korndurchmesser im linken Arm, numerisches Modell dm Ausstauchschicht Kleine Emme / Reusszopf Start Modell 1 Ende Modell 1 Start Modell 2 Ende Modell 2 Neues Gerinne Distanz [km] HZP, vh,

22 Fazit: Kornverteilung physikalisches Modell

23 Fazit Modelltechnik Sensitivitätsuntersuchungen bez. pal und pul werden empfohlen

24 Fazit: Sensitivität pal und pul Modell 1: pal = 1, pul = 4 (original) Modell 2: pal = 0.3, pul = 1.3 [m ü.m.] Modell 3: KVK gröber, Startsohle höher, pal=0.3, pul=1.3

25 Besten Dank

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