Fallbeispiel BASEplane

Transkript

1 Numerische Modellierung von Naturgefahren mit dem Softwaresystem BASEMENT Workshop vom 6. Oktober 2006 an der VAW ETH Zürich Fallbeispiel BASEplane Davood FARSHI

2 Inhalt Gittererstellung Command File Resultate Probleme Zusammenfassung

3 Gittererstellung Rohdaten: Querprofile Rasterdaten Punktdaten

4 Gittererstellung Querprofilaufnahme von 2004

5 Gittererstellung Knoten Elemente

6 Gittererstellung Originalquerprofil

7 Gittererstellung Original- und ausgedünntes Querprofil

8 Gittererstellung Knoten Elemente 2181 Knoten 2079 Elemente

9 Gittererstellung elevation

10 Gittererstellung

11 Gittererstellung

12 Gittererstellung Bruchkanten

13 Gittererstellung Hauptgrinne Vorländer Busch Feste Sohle Feste Sohle

14 BASEPLANE_2D region name = Thur GEOMETRY HYDRAULICS MORPHOLOGY OUTPUT

15 GEOMETRY geometry_type = sms geofile = thur_final.2dm STRINGDEF string_name = Inlet node_ids =

16 elevation GEOMETRY geometry_type 262 = 167 sms geofile = thur_final.2dm STRINGDEF string_name = 140 Inlet node_ids = ( ) string_name 177 = Outlet node_ids = ( )

17 GEOMETRY geometry_type = sms geofile = thur_final.2dm STRINGDEF string_name = Inlet node_ids = ( ) string_name = Outlet node_ids =

18 elevation GEOMETRY geometry_type = sms geofile = thur_final.2dm STRINGDEF string_name = Inlet node_ids = ( ) string_name = Outlet node_ids =

19 GEOMETRY geometry_type = sms geofile = thur_final.2dm STRINGDEF string_name = Inlet node_ids = ( ) string_name = Outlet node_ids = ( )

20 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER

21 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER BOUNDARY boundary_type = hydrograph boundary_string_name = Inlet boundary_file = hq100.txt

22 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER BOUNDARY boundary_type = hydrograph boundary_string_name = Inlet boundary_file = hq100.txt BOUNDARY boundary_type 800 = zero_gradient 700 boundary_string_name = outlet 600 Q (m3/s) Hydrograph Time (s)

23 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER BOUNDARY boundary_type = hydrograph boundary_string_name = Inlet boundary_file = hq100.txt BOUNDARY boundary_type = zero_gradient boundary_string_name = outlet

24 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER INITIAL initial_type = dry

25 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER friction_type input_type = manning = index_table

26 Hauptgrinne Vorländer Busch Feste Sohle Feste Sohle

27 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER friction_type = manning input_type = index_table // Material Index index = ( ) n_manning = ( ) // cte eddy viscosity inner_viscosity = ( )

28 HYDRAULICS BOUNDARY INITIAL PARAMETER PARAMETER simulation_scheme = exp // Explizit riemann_solver = HLL // or EXACT CFL = 0.85 Total_run_time = minimum_water_depth = 0.05 initial_time_step = minimum_time_step = 1.0e-3

29 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER

30 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER BEDMATERIAL GRAIN_CLASS MIXTURE SOIL_DEF FIXED_BED SOIL_ASSIGNMENT

31 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER BEDMATERIAL GRAIN_CLASS diameters = ( 25.0 ) MIXTURE mixture_name = mixture1 volume_fraction = ( ) SOIL_DEF soil_name = soil1 d90_armored_layer = 0.0 // Active Layer // mm active_layer_height = 0.15 // m active_layer_mixture = mixture1 SUBLAYER bottom_elevation = sublayer_mixture = mixture1

32 MORPHOLOGY Hauptgrinne Vorländer Busch Feste Sohle Feste Sohle BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER FIXED_BED input_type = index_table index = ( ) zb_fix = ( ) SOIL_ASSIGNMENT input_type = index_table index = ( ) soil = ( soil1 soil1 soil1 soil1 soil1 )

33 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER FIXED_BED input_type = index_table index = ( ) zb_fix = ( ) SOIL_ASSIGNMENT input_type = index_table index = ( ) soil = ( soil1 soil1 soil1 soil1 soil1 )

34 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER BOUNDARY // Keine Randbediengung INITIAL // Schwache Anfangsbediengung // Die Anfangshöhe ist die Anfangsbediengung

35 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER EXTERNAL_ source_type = sediment_discharge element_ids =? source_file =? source_mixture = mixture1

36 MORPHOLOGY elevation BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER EXTERNAL_ source_type = sediment_discharge element_ids =? source_file =? source_mixture = mixture1

37 MORPHOLOGY elevation material 01 material 02 material 03 BEDMATERIAL material 04 material BOUNDARY INITIAL PARAMETER EXTERNAL_ source_type = sediment_discharge element_ids = ( ) source_file = bedload_in_time.txt source_mixture = mixture

38 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER EXTERNAL_ source_type = sediment_discharge element_ids = ( ) source_file =? source_mixture = mixture1

39 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER EXTERNAL_ source_type = sediment_discharge element_ids = ( ) source_file = bedload_in_time.txt source_mixture = mixture1

40 MORPHOLOGY BEDMATERIAL BOUNDARY INITIAL PARAMETER PARAMETER bedload_transport = MPM // MPMH - PAR bedload_routing_start = 0.0 bedload_factor = 1 diffusion_coefficient = upwind_factor = 0.5 hydro_steps = 0 porosity = 37 // % angle_of_repose = 30 //degree density = 2650 // kg / m3

41 OUTPUT output_time_step = console_time_step = results_location = node // or center center node

42 Resultate Depth:TS Velocity 9.00 ft/s 0.00 ft/s Wassertiefe und Geschwindigkeitsvektoren bei maximalem Abfluss 933 m3/s

43 Resultate Qinlet[0] Qoutlet[0] Q (m3/s) Zeit (s) Zufluss- und Abflusshydrograph

44 Resultate

45 Resultate ausgedünnt Berechnung

46 Resultate

47 Resultate ausgedünnt Berechnung

48 Probleme Rechenzeit : im Falle einer morphologischen Berechnung ist sie noch gross! Kalibrierung: Wasserspiegellage in der berechneten Strecke? => Keine Rauheitskalibrierung! Geschiebezugabe: Immer ein grosses Problem! 1D- Berechnungsresultate => Input für 2D

49 Zusammenfassung Die Datenvorbreitung für eine Berechnung anhand von einem Fallbeispiel Das Gewicht und die Bedeutung des Material-Indizes Vorläufige Ergebnisse und deren Interpretation Probleme, von denen einige in kommenden Versionen behandelt werden

50 Danke Für Ihre Aufmerksamkeit! Davood Farshi