Erweiterung eines eindimensionalen hydrodynamischen Flussmodells zur Differenzierung der hydraulischen Eigenschaften für Flussgerinne und Überflutungsbereiche bei Hochwassersimulationen mit Hilfe eines verzweigten Gewässernetzes und dynamische

摘要

In der folgenden Studie soll am Beispiel einer Fließstrecke entlang der Saale simuliert werden, wie sich ein Hochwasser auf das Fließverhalten in der Aue selbst und in dem Flussgerinne auswirkt. Dafür wurde eine Erweiterung des eindimensionalen (1D) hydrodynamischen Modells DYNHYD vorgenommen, indem ein verzweigter Ansatz des Fließnetzwerkes (quasi-2D) für die Abbildung der Aue eingesetzt wurde. Da die diskretisierten Einheiten der Aue nicht trocken fallen dürfen, wurden die Einheiten bei gegebenem Flutwassereintritt bzw. -austritt der Aue dynamisch während der Hochwassersimulation eingefügt bzw. entfernt. Das Modell wurde für die mittlere Saale zwischen Bad Kosen und Bad Dürrenberg kalibriert und validiert und anschließend eingesetzt, um die Auswirkung einer vorgesehenen Deichrückverlegung innerhalb dieser Fließstrecke bei Schkortleben zu untersuchen. Dabei wird gegenübergestellt, wie sich verschiedene Rauhigkeiten der Aue hydrologisch auf die Aue selbst und das Gerinne auswirken. Mit dieser Modifikation können die hydraulischen Eigenschaften (Durchfluss, Fließgeschwindigkeit, Wasserspiegellage) des Gerinnes und der Aue differenziert betrachtet werden. Ein Ausblick für weitere Untersuchungen an Großauen, Poldersystemen und Flutwasserausbreitungen hinter Deichbrüchen schließt die Studie.%The following study describes with the example of a reach of the River Saale a simulation of the consequences of flood-flow on the flow behaviour in the floodplain and in the river channel. A one-dimensional (1D) hydrodynamic model, DYNHYD, was extended by including a branched drainage network structure (quasi-2D) for the description of the floodplain. Because the discretized flood-plain units must not "fall dry", the units were included and excluded dynamically during the flood simulation with beginning or receding inundation, respectively. The model was calibrated and validated for the middle reach of the River Saale between Bad Kosen and Bad Durrenberg. Later it was used to examine the consequences of the planned landward relocation of the dyke within this reach near Schkortleben. A comparison was made between the effects of different roughness conditions in the floodplain on the hydrology in the floodplain itself and in the river channel. This modification allows a differentiated consideration of the hydraulic characteristics (streamflow, flow velocity, water level) of the river channel and of the floodplain. An outlook on further studies in large-scale floodplairr'areas, polder systems, and the spread of flood inundation behind dyke breaks completes the study.