2. Trierer Workshop zur Niederschlag-Abfluss-Modellierung: 14./ Ableitung extremer Abflüsse mit einem Flussgebietsmodell

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Martha Böhme
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1 2. Trierer Workshop zur Niederschlag-Abfluss-Modellierung: 14./ Ableitung extremer Abflüsse mit einem Flussgebietsmodell Dipl.-Ing. J. Höfer & Dr.-Ing. J. Ihringer Gliederung: Einzugsgebiet der Fils - Anpassung FGM (vgl. Pegelstatistik + Regionalisierungsverfahren) - Modellvariabilität vs. Niederschlagsvariabilität - KOSTRA-DWD 2000 und PEN-LAWA 2005 Einzugsgebiet der Ruhr - Abflussscheitel und -fülle

2 Fils-Einzugsgebiet Baiereck/Herrenbach Reichenbach/Lützelbach Plochingen/Fils Ebersbach/Fils Eislingen/Krumm Süßen/Lauter Salach/Fils Geislingen/Fils Geislingen/Eyb Wiesensteig/Fils Wiesensteig/Fils-Ursprung Gesamteinzugsgebiet: A Eo 707 km² Etwa 900 Landflächen Etwa 350 städtische Einleitungen (z.b. RÜB) mit insgesamt A 90 km² Über 1500 Berechnungsknoten 11 Pegel

3 Fils-Einzugsgebiet Anpassung FGM

4 Fils-Einzugsgebiet Anpassung FGM Gewässerkundl. Flächenverz. Abweichung FGM vs. Regionalisierung (HQ100)

5 HQ FGM [m³/s] Fils-Einzugsgebiet Anpassung FGM 1000 HQ100 y = x R 2 = HQ Reg [m³/s]

6 <-35% -35% - -25% -25% - -15% -15% - -5% -5% - 5% 5% - 15% 15% - 25% 25% - 35% >35% Häufigkeit [%] Fils-Einzugsgebiet Anpassung FGM HQ10 HQ20 HQ50 HQ100 HQ1000 HQ Abweichungsklassen [%]

Fils-Einzugsgebiet Modellvariabilität Modifikationen der Modellparametrisierung zur Erhöhung der Scheitelabflüsse: Abflussbildung: Erhöhung des Abflussbeiwerts um 10 %

7 Fils-Einzugsgebiet Modellvariabilität Modifikationen der Modellparametrisierung zur Erhöhung der Scheitelabflüsse: Abflussbildung: Erhöhung des Abflussbeiwerts um 10 % Abflusskonzentration: Verminderung der Anstiegszeit der Einheitsganglinie um 20 % Wellenverformung entlang der Gewässerstrecke: Abminderung der Retentionskonstanten um 20 %

8 Fils-Einzugsgebiet Modellvariabilität: Abflussbildung Gewässerkundl. Flächenverz. Änderung Abflussscheitelwerte bei Abflussbeiwert + 10 %

9 Fils-Einzugsgebiet Modellvariabilität: Abflusskonzentration Gewässerkundl. Flächenverz. Änderung Abflussscheitelwerte bei Anstiegszeit der EGL - 20 %

10 Fils-Einzugsgebiet Modellvariabilität: Wellenverformung Gewässerkundl. Flächenverz. Änderung Abflussscheitelwerte bei Retentionskonstante - 20 %

11 Abweichung [%] Fils-Einzugsgebiet Modellvariabilität % Abflussbeiw. Y % Anstiegszeit t A 20 % Flood-Routing 10 9 % 8 % 5 4 % A Eo [km²]

12 Fils-Einzugsgebiet Niederschlagsvariabilität Gewässerkundl. Flächenverz. Änderung Abflussscheitelwerte bei Niederschlag + 10 %

13 Abweichung [%] Fils-Einzugsgebiet Niederschlagsvariabilität % 10 9 % 8 % 5 4 % + 10 % Abflussbeiw. Y A Eo [km²] 20 % Anstiegszeit t A 20 % Flood-Routing + 10 % Niederschlag

14 Fils-Einzugsgebiet KOSTRA-DWD 2000 Gewässerkundl. Flächenverz. Abweichung KOSTRA-DWD 2000 vs. KOSTRA 1997 (HQ100)

15 Fils-Einzugsgebiet PEN-LAWA 2005 Gewässerkundl. Flächenverz. Abweichung PEN-LAWA 2005 vs. KOSTRA-DWD 2000 (HQ10.000)

16 Ruhr-Einzugsgebiet Möhne-Talsperre (A Eo 436 km²) Pegel Völlinghausen (A Eo 288 km²)

17 Abweichung [%] Ruhr-Einzugsgebiet Niederschlag: Abweichung PEN vs. KOSTRA 30 PEN (hoch) PEN (mittel) T N = a T N = 1000a PEN (hoch) PEN (mittel) N-Dauer [h]

18 Ruhr-Einzugsgebiet: Abflussscheitel

19 Ruhr-Einzugsgebiet: Abflussfülle Möhne-Talsperre HQ (KOSTRA-Extrapolation)

20 Ruhr-Einzugsgebiet: Abflussfülle Möhne-Talsperre HQ (PEN; mittel)

21 Ruhr-Einzugsgebiet: Abflussfülle Möhne-Talsperre HQ (PEN; hoch)

22 Fazit FGM ist gut geeignet auch extreme Abflüsse abzuleiten (vgl. Pegelstatistik und Regionalisierungsverfahren) FGM reagiert am sensibelsten auf eine Änderung des Niederschlags eine Änderung der Modellparameter wirkt sich weniger stark aus Besondere Sorgfalt bei der Auswahl der Bemessungsniederschläge erforderlich Mit größer werdender Dauerstufe nimmt die Differenz zwischen den KOSTRA- und PEN-Werten zu Dies kann sich insbesondere auf die Abflussfülle auswirken, die für die Bemessung von Stauanlagen relevant ist.

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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