Innovationen

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Heft 149, Jänner 2004, 68. Jahrgang

Holen Sie sich einen Kleinen Einblick aus unserem Aktuellem Journal

Friedl Kurt , Fuchs Helmut

SETRAC - Berechnung und Simulation des Sedimenttransportes für alpine Einzugsgebiete

SETRAC ermöglicht die Berechnung des Sedimenttransportes in alpinen Einzugsgebieten, die durch unterschiedliche Neigungsverhältnisse und Querprofiltypen gekennzeichnet sind. Neben geografischen und das Fließverhalten beschreibenden Informationen werden auch unterschiedliche physikalische Modelle miteinander eingebunden. So ist eine wesentliche Eigenschaft von SETRAC, dass für unterschiedliche Gerinneabschnitte das bestmögliche Abfluss- und Feststofftransportmodell verwendet werden kann. Ein für die Qualität der Ergebnisse wichtiges Element ist ein digitales Höhenmodell des Einzugsgebietes. Das österreichweit verfügbare digitale Höhenmodell vom BEV stellt mit einer Maschenweite (25 m bis 50 m) und einer Höhengenauigkeit von ca. 5 m eine nur sehr ungenaue Abbildung der Wirklichkeit dar. Vor allem im Bereich der Unterläufe und Schwemmkegel sowie geplanten oder bestehenden Verbauungen sind daher terrestrische Vermessungen oder Laserscan Methoden erforderlich, um einen Genauigkeitsbereich von einigen Zentimetern in der Querprofilgeometrie zu erreichen. Die Verarbeitung dieser unterschiedlichen Datenquellen ist sehr arbeitsintensiv. Neben Höhenmodellprogrammen kommen auch Vermessungsprogramme, Geographische Informationssysteme und Programme zur Berechnung von hydrologischen Daten zum Einsatz. Ein wesentliches Ziel war es daher, SETRAC möglichst effizient in diese Umgebung einzubinden und die Daten dem numerischen Teil von SETRAC zuzuführen. Der numerische Teil von SETRAC besitzt eine grafische Benutzerschnittstelle. Damit können Objekte wie Signale, Querprofile, Topologie, Simulationen, Längsschnitte, physikalische Modelle u.a. betrachtet, verändert und zusammengefügt werden. Zusammengefügt deshalb, weil ab hier neben statischen Objekten auch dynamische hinzukommen, wie z.B. Zuflußhydrografen. Die grafische Benutzeroberfläche erlaubt es auch nicht zielführende Wege der numerischen Lösungsverfahren rechtzeitig zu erkennen. Meist handelt es sich dabei um Schwingungserscheinungen der Wasseroberfläche. Die numerischen Lösungsverfahren beziehen auf sich die sg. Saint-Venant Gleichungen, die in Differenzengleichungen umgewandelt werden. Derzeit werden nur die kinematischen Terme der Bewegungsgleichung berücksichtigt. Im Rahmen der Berechnung können Sensitivitäten ermittelt werden, die den Einfluß des benutzten physikalischen Modells darstellen. Als Resultat einer Modellierung stehen Benetzungslinien, Sohlveränderungen und Feststofffrachten über dem Längenschnitt zur weiteren Verarbeitung und Darstellung in GIS-Systemen oder Datenbanken zur Verfügung.

SETRAC - Simulation of bedload transport in alpine catchments

SETRAC calculates the bedload transport in alpine catchments, that are characterized by various slopes and crossection types. In addition to geometric and roughness information different physical models are the core of the simulation software. One of the basic properties of SETRAC is the possibility of using different physical models for different reaches of the channel- or torrential system. The quality of the DEM determines in first order the quality of the computation. The Austrian DEM, provided by the BEV, has a resolution of 25 or 50 m and the accuracy of heigth is about like 5 m. This is an inaccurate model of reality and in the extent of the lower reaches or alluvial fan a terrestrial survey or laserscan method is recommended to be used to improve accuracy. One of the main goals of SETRAC, beside bedload computation, is to integrate different scales of available data. The simulation part of SETRAC possesses a graphical userinterface (GUI), that allows the management of object-types like signals, crossections, longitudinal sections, topolgy, simulations and physical models. This means the assembling of static and dynamic objects, like hydrographs, that act as input values. The GUI shows at an early stage of the simulation, when the computation does not work correctly or does not come to an end. In this case the location of the error causing reach is shown and can be corrected manually. The numeric part is based on the Saint-Venant equations, that are transformed to difference equations, by keeping up the kinematic terms. The computation also allows the assessment of sensitivities, that show the influence of the used physical model. The result depicts the maximum waterline and the transported bedload materials and can be exported to a GIS - System or databases for further representation.

Bei Fragen zu diesem Artikel wenden Sie sich bitte direkt an den Autor:
DI Friedl Kurt
Universität für Bodenkultur, Institut für Vermessung, Fernerkundung und Landinformation
Peter-Jordan-Straße 82
1190 Wien
Ao.Prof. DI Dr.techn. Fuchs Helmut
Universität für Bodenkultur, Zentrum für Naturgefahren und Risikomanagement
Peter-Jordan-Straße 82
1190 Wien