Wasserstand¶
Bei der Option Wasserstand bildet ein Gewässernetz den Ausgangspunkt für die Überschwemmungssimulation. Bei Erhöhung des Wasserstands in einem Gewässernetz über die Höhe des Ufers hinaus, simuliert FloodArea HPC 11 die sich vom Gewässer ausbreitende Überflutungsfläche.
Der simulierte Wasserstand kann räumlich und zeitlich variieren. Die frühere Funktion Konstante Höhe vorgeben / dazu addieren, mit der man dem gesamten Gewässernetz pauschal einen alternativen Wert vorgeben oder einen Höhenwert hinzu addieren konnte, wurde durch die Funktion zeitliche Modifikation ersetzt.
Der typische Anwendungsfall für die Option Wasserstand ist die Simulation von Hochwasserereignissen. Da FloodArea HPC 11 jedoch Einschränkungen gegenüber der Gerinnehydraulik aufweist (siehe Kapitel Theoretische Grundlagen ), raten wir zur einer kombinierten Simulation von FloodArea HPC 11 mit einem 1D-Modell.
Häufig liegen verschiedene Hochwassermarken vor, jedoch gibt es keine vollständige Aufnahme der Überflutungsbereiche. Hier können die Hochwassermarken mit ihrer absoluten Höhe als Gewässer dem Modell vorgegeben werden. Von diesen Punkten bzw. Linien aus wird das umliegende Gelände überflutet. Eventuelle Höhendifferenzen werden dabei hydraulisch sinnvoll interpoliert.
Datenformate Wasserstand¶
Benötigt wird:
Digitales Geländemodell (GeoTIFF)
Gewässernetz (GeoTIFF)
Optional: zeitliche Modifikation (.txt, EInheit: cm)
Der Rasterlayer Gewässernetz dient der Einspeisung von Wasser ins Modell. Der initierende Wasserstand im Gewässernetz wird über die Pixelwerte des Rasters vorgegeben. Die Höhenangaben des Gewässernetzes können in folgenden Einheiten angegeben werden:
Angabe als Wasserspiegellage: absolute Höhen inklusive der Höhe des DGM’s (z.B. in m NN) oder
Angabe in Überflutungstiefe: relative Höhe oberhalb der Geländehöhe (z.B. in metern)
In dem Gewässernetz-Raster dürfen überall, wo kein Wasserstand simuliert werden soll, keine Daten vorhanden sein (NoData).
Bemerkung
Zu Beginn jedes Iterationsschrittes wird das initiierende Gewässernetz wieder in seinen Ausgangszustand zurückversetzt. Je nachdem, welche Fließvorgänge in der Zwischenzeit abliefen, wird dadurch an den betroffenen Rasterflächen Wasservolumen in das Modell eingespeist bzw. aus diesem entfernt.
Der Wasserstand kann sowohl räumlich als auch zeitlich variieren. Eine räumliche Variation wird über die Pixelwerte vom Gewässernetz-Raster erreicht, während die zeitliche Variation eine Ganglinie benötigt.
räumlich variierender Wasserstand¶
Die räumliche Variation wird erreicht, indem den Pixeln des Gewässernetz-Rasters unterschiedliche Werte (Höhen) zugewiesen werden. Die folgende Abbildung zeigt links einen initialen Wasserstand (Angabe in Überflutungstiefe), der im Hauptgewässer 6 m und im Nebengewässer 2 m beträgt. Durch den unterschiedlich hohen initialen Wasserstand unterscheidet sich die Überflutungsausdehnung im Ergebnis (rechts).
zeitliche Modifikation des Wasserstands¶
Die zeitliche Modifikation des Wasserstands wird über eine Textdatei in die Simulation gegeben. Die erste Zeile ist auskommentiert (mittels ´#´) und enthält die Spaltennamen. In der ersten Spalte wird die Zeit in Stunden angegeben. Die zweite Spalte enthält die Veränderung des Wasserstands in Zentimetern. Die Veränderung des Wasserstands wird für jedes Zeitintervall angegeben und je nach Vorzeichen im initialen Wasserstand addiert oder subtrahiert (siehe Abbildung).
Testdaten Wasserstand¶
Die Testdaten für diese Option sind folgende:
DrainageNetwork_Gewaessernetz_absolute.tif
DrainageNetwork_Gewaessernetz_relative.tif
ModifyWaterlevel_ModifikationWasserstand.txt