Difference between revisions of "Allgemeines/Erstellung des Systemplanes/hydrology/de"

Latest revision as of 13:17, 30 January 2015

[edit] Erstellung des Systemplanes

Die räumliche Diskretisierung des zu untersuchenden Einzugsgebietes erfolgt durch die Unterteilung des Gebietes in Teileinzugsgebiete. Das Gerinnenetz wird in einzelne Knoten und die knotenverbindenden Gerinnestränge gegliedert. In die Gerinnestränge entwässern die angeschlossenen Teileinzugsgebiete.

Das Einzugsgebiet muss vollständig in Teilgebiete unterteilt werden. Jedes Teilgebiet ist einem Gerinnestrang zugeordnet, in welchen die oberflächennahe Entwässerung des Gebietes erfolgt. Dadurch bilden die Wasserscheiden notwendige Grenzen der Teilgebiete. Weiterhin ist es angebracht, falls möglich, Nutzungsgrenzen als Teilgebietsgrenzen zu wählen. Dies gilt insbesondere für stark versiegelte Gebiete, deren Kanalnetz an einen Gewässerknoten ins natürliche Gewässer abschlagen soll.

Die räumliche Vernetzung der Teilgebiete erfolgt durch die Anbindung an Gewässerstränge. Die Netzverknüpfung erfolgt hierbei durch die vorgenommene Relation vom Teilgebiet zum Strang. Aber bei der Simulationsberechnung erfolgt die Teilgebietsentwässerung am Unterwasserknoten des Stranges. Über die Stränge wird das Gewässernetz als Struktur eines gerichteten Baumes wiedergegeben. Jeder Strang besitzt einen Anfangs- und Endknoten. Jeder Endknoten ist Anfangsknoten des nachfolgenden Strangs. Die Fließbewegung erfolgt vom Anfang- zum Endknoten. Für jeden Quellknoten sollte ein eindeutiger Pfad bis zum Zielknoten, den Abschlußpunkt des Untersuchungsgebietes, existieren.

Die Zeitreihen der Abflüsse werden am Endknoten des Gerinnestranges zu einem Gesamtabfluss aufaddiert. Als einzelne Abflusswellen treten sowohl die Zuflüsse aus dem Gerinne als auch die Zuflüsse unterschiedlicher Abflusskomponenten der von dem Gerinnestrang durchflossenen Teilgebiete auf. An Gewässermündungen werden auch die Abflusskomponenten mehrerer Stränge aufaddiert. Dabei können beliebig viele Stränge an einem Knoten zusammenfallen. Der Gesamtabfluss eines Endknoten stellt den Zufluss für den folgenden Gerinnestrang dar. Der Addition der Teilabflüsse folgend muss die Reihenfolge der Stränge dem Fließweg im Gewässernetz entsprechen, d.h. die Vernetzung der Teilgebiete mit dem Gerinnenetz erfolgt entsprechend den Fließvorgängen des oberflächennahen Abflusses. Jedoch können in Kalypso Hydrology auch Fließvorgänge über die topographische Wasserscheide hinweg simuliert werden. Dies gilt sowohl für den Grundwasserspeicher als auch für den Tiefengrundwasserspeicher. So kann der GW-Abfluss eines Grundwasserspeichers bis zu 3 anderen Speichern beliebiger Teilgebiete zugeschlagen werden.

Des Weiteren kann die Abflusskomponente des Tiefengrundwasserleiters eines Teilgebietes einem beliebigem Knoten zugeschlagen werden. Hierfür lässt sich auch ein imaginärer Knoten wählen, der über ebenfalls imaginäre Stränge an das Oberflächennetz angeschlossen werden kann. Auf diese Weise lassen sich Fließvorgänge z.B. eines Karstengrundwasserleiters in einem eigenständigen Netz in das Modell einbauen.

Der Gesamtabschluss am oberen Knoten eines Stranges wird ohne Verluste dem unteren Knoten zugeführt. In speziell gekennzeichneten Fällen können allerdings Abschläge in beliebiger Art und Höhe aus einem Gerinnestrang einem anderen, beliebigen Knoten zugeführt werden. Es ist entweder möglich einen festen Anteil, einen konstanten Wert oder einen Abflussverteilung (Hauptgewässer-Abfluss und Abschlag-Abfluss) eines Gerinneabschnittes anderen Knoten zuzuführen (z.B. Karstquellen). Diese Modelloption dient zur Berücksichtigung von Sickerverlusten aus dem Gerinne (z.B. ins Tiefengrundwasser).

Regeln des Systemplanes: Die Vernetzung des Modells erfolgt auf Basis übertragener Geometrien der Shape-Dateien. Der Systemplan stellt eine umgekehrte Baumstruktur dar. Jeder Strang hat einen Anfangs - und einen Endknoten. Ein Teilgebiet entwässert in einen Strang bzw. in ein Endknoten. In einen Strang können bis zu 6 Teilgebiete entwässern. Erste Strang eines Gewässersystems muss der virtueller Strang sein. Ein Speicher hat einen Zulauf und einen Ablauf und zusätzlich ggf. ein Überlauf und zwei weitere Auslässe. Bei dem Zusammenfluss zweier Flüsse sollte ein zusätzlicher Knoten und ein virtueller Strang eingeführt werden. Damit die Berechnung der einzelnen Zu- und Abflüsse später im Modell einzeln quantifiziert werden können.