Orts- und Ereignisbeschreibende Parameter fuer Niederschlag-Abfluss-Modelle

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

1984

271 S.

128 Lit. Ang.

Serie

400094855

Die Arbeit widmet sich dem Problem der einfachen und zuverlaessigen Berechnung von Hochwasserganglinien fuer kleine Einzugsgebiete, wobei die Berechnung von Gebietskennwerten und vom Niederschlag auszugehen hat. Es werden die Ansprueche an die Einfachheit und die Zuverlaessigkeit des Verfahrens formuliert und die Eignung bekannter Verfahren hinsichtlich dieser Kriterien untersucht. Das Postulat der Verwendung von Gebietskennwerten fuehrt zur eingehenden Untersuchung derselben, sowie der durch sie beeinflussten Gerinnekennwerte und schliesslich zur Ermittlung des Zusammenhanges zwischen den Gebiets- und Gerinnekennwerten einerseits und den Fliesszeiten der Baeche andererseits. Die Erhebung der Gebiets- und Gerinnekennwerte und die Beobachtung der Fliesszeiten in den Baechen bleiben auf das Einzugsgebiet "Grosser Runs" beschraenkt, das dem Institut fuer Kulturtechnik (IfK-ETH) seit Jahren als hydrologisches Untersuchungsgebiet dient. Somit sind auch die Aussagen der Auswertung streng nur fuer dieses Gebiet gueltig. Der Vergleich mit den Ergebnissen anderer Autoren laesst aber Schluesse ueber ein allgemeingueltiges Abflussverhalten der Steilen, vom Vorfluter unbeeinflussten Baeche zu. Diese Schluesse erlauben ein neues Hochwasserberechnungsverfahren vorzuschlagen, das sowohl Gesetzmaessigkeiten zwischen Gebiets- und Gerinnekennwerten verwerten laesst, als auch den beliebiger Modelle fuer Teilvorgaenge im Einzugsgebiet ermoeglicht. Die mathematische Simulation des Niederschlag- Abfluss- Geschehens bezieht sich dabei auf einen Flussabschnitt und das ihm zugehoerige Einzugsgebietselement. Die Teilvorgaenge werden durch gewoehnliche Differentialgleichungen beschrieben, so der Gerinneabfluss durch die neu formulierte Differentialgleichung zweiter Ordnung fuer den Steilgerinneabfluss und die Hangaussickerung durch die Differentialgleichung linearer Speicher. Das neue Modell erschliesst daher einen weiten Anwendungsbereich, wozu die Behandlung von Transportproblemen, die Verwendung neuerer Messeverfahren und die Auswirkungen grossraeumlicher Veraenderungen zu zaehlen sind. Die Tatsache, dass die Berechnungen auch mit dem Taschenrechner bewaeltigbar sind, belegt die Einfachheit des Verfahrens. Das Verfahren laesst sich grundsaetzlich auch bei kuenstlichen Entwaesserungssystemen, sei es bei Draenungen oder sei es bei Ortsentwaesserungen, anwenden. Bei der Anwendung in natuerlichen Einzugsgebieten kommt man allerdings nicht ohne Feldbeobachtungen aus. Fuer den Gerinneabfluss muessen Fliesszeiten und Flussbreiten im Einzugsgebiet und Gefaelle und Flaechen aus der Landeskarte ermittelt werden. Die Zusammenhaenge zwischen den Flaechenanteilen, Flussbreiten und Gefaelle einerseits und der neu geschaffenen indexsequentiellen Flussordnungszahl anderseits dienen auch der Bestiummung von Parametern der Systemmodelle, so der Berechnung der Konzentrationszeit und der Einheitsganglinie nach Dooge. Die Arbeit weist schliesslich auch auf Beobachtungsanlagen zur Loesung vieler noch offener Fragen hin: - Fliessverhalten stark feststoffuehrender Fluesse - Infiltration und Hangaussickerung in Abhaengigkeit von der Vorgeschichte - Parameterbestimmung bei Ereignisanalyse. Das IfK bemueht sich zurzeit durch entsprechende Geraeteentwicklung zur Klaerung dieser Fragen beizutragen.

; Diss. ETH Nr. 7479, 271 S.