Abgeschlossene Abschlussarbeiten
Eine Liste mit Themenvorschläge für Abschlussarbeiten zur Erlangung des Diplom- oder Mastergrades und des Bakkalaureats sowie für Projektarbeiten finden Sie auf der Seite des Instituts.
Folgende Abschlussarbeiten wurden an der Professur für Wasserbau betreut:
Transient 2D-HN modeling of the Mortelbach under consideration of the interaction of riparian vegetation and hydraulics
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Christopher, Wittmann
Betreuer
- Dipl.-Ing. Manuel Wewer
Abstract
Die Ökosysteme fließender Gewässer sind wegen Ihrer Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen von besonderer Bedeutung für Mensch und Umwelt. Aufgrund von anthropogenen Einflüssen ist diese Bereitstellung erheblich beeinträchtigt. Mit dem Ziel, diesem Trend entgegenzuwirken, wurde die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) implementiert, in dem die ökologischen Funktionen wiederhergestellt werden sollen. Der Mortelbach ist ein stark beeinträchtigtes Fließgewässer in Mittelsachsen, das im Rahmen der WRRL revitalisiert wurde und Objekt mehrerer Studien war. Im Rahmen des Projekts OLGA, sollen für den Mortelbach Habitateignungsmodellierungen sowie Hochwassermodellierungen stattfinden. In dieser Masterarbeit wurde im Zuge dessen ein zweidimensionales hydro-numerisches Modell erstellt, das als solide Basis zukünftiger Modellierungen fungieren soll und dabei hydraulische Parameter akkurat vorhersagt. Ein Hauptfokus war hierbei, basierend auf Modellierungsempfehlungen des DWA Markblattes M-524 (DWA, 2020), die Einflüsse von Ufervegetation auf die hydraulischen Parameter zu evaluieren. Das Modell basiert auf sehr hoch aufgelösten terrestrisches Laserscan (TLS) Vermessungen von dem Umland sowie Einzelmessungen mit einem GNSS-System. Kalibriert wurde es mit Feldmessungen der Wassertiefe. Die Modellierung selbst wurde in dem integrierten Software Paket SMS/Hydro_AS-2D durchgeführt.
Die Wassertiefe konnte bei Mittelwasserabfluss (MQ) mit einer mittleren quadratischen Abweichung (RMSE) von 2 cm vorhergesagt werden, wobei die Fließgeschwindigkeit mit einer mittleren Abweichung von 0.13 m/s vorhergesagt wurde. Die Sohlschubspannung konnte nicht akkurat vorhergesagt werden, da die interne Berechnung des Modells sehr sensibel auf Veränderung des Abflussbeiwerts reagiert. Die Habitateignung des revitalisierten Bachabschnitt wurde – basierend auf hydraulischen Habitatspräferenzen von Makrozoobenthos aus der Literatur – insbesondere in den Pools allgemein als besser eingeschätzt, als es im ehemaligen Zustand der Fall war, ohne dabei das Hochwasserrisiko zu verstärken. Der Ufervegetation konnte keinem besonderen Einfluss auf die Hydraulik nachgewiesen werden. Grund dafür ist die niedrige Sensitivität der Wasserstände des Modells auf Veränderung der Abflussbeiwerte, insbesondere im Rahmen der in der Literatur empfohlenen Werte. Es wird angenommen, dass dies auf die hohe Formrauheit zurückzuführen ist, die das Modell aufgrund der hohen Auflösung besitzt.
Die Wassertiefe konnte bei Mittelwasserabfluss (MQ) mit einer mittleren quadratischen Abweichung (RMSE) von 2 cm vorhergesagt werden, wobei die Fließgeschwindigkeit mit einer mittleren Abweichung von 0.13 m/s vorhergesagt wurde. Die Sohlschubspannung konnte nicht akkurat vorhergesagt werden, da die interne Berechnung des Modells sehr sensibel auf Veränderung des Abflussbeiwerts reagiert. Die Habitateignung des revitalisierten Bachabschnitt wurde – basierend auf hydraulischen Habitatspräferenzen von Makrozoobenthos aus der Literatur – insbesondere in den Pools allgemein als besser eingeschätzt, als es im ehemaligen Zustand der Fall war, ohne dabei das Hochwasserrisiko zu verstärken. Der Ufervegetation konnte keinem besonderen Einfluss auf die Hydraulik nachgewiesen werden. Grund dafür ist die niedrige Sensitivität der Wasserstände des Modells auf Veränderung der Abflussbeiwerte, insbesondere im Rahmen der in der Literatur empfohlenen Werte. Es wird angenommen, dass dies auf die hohe Formrauheit zurückzuführen ist, die das Modell aufgrund der hohen Auflösung besitzt.
Schlagwörter
2D-HN, SMS, Ufervegetation
Berichtsjahr
2021