BFW-Dokumentation 12/2011 Vergrößern

BFW-Dokumentation 12/2011

Hemund C., Markart G., Kohl B., Dobmann J., Weingartner R.: Abschätzung von Oberflächenabflussbeiwerten bei konvektiven Starkregen - Evaluation der Geländeanleitung von Markart et al. (2004) für Schweizerische Einzugsgebiete







 



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5 verfügbare Teile

17.00 €

Kurzfassung

Den Ausgangspunkt dieser Arbeit bildet die für den österreichischen und bayerischen Ostalpenraum entwickelte Geländeanleitung zur Abschätzung des Oberflächenabflussbeiwertes auf alpinen Boden-/Vegetationseinheiten bei konvektiven Starkregen von Markart et al. (2004), im Folgenden auch kurz ¿Geländeanleitung¿ genannt. Ihre spezielle Ausrichtung auf Wildbacheinzugsgebiete im Alpenraum macht sie für die Hochwasserabschätzung in mikroskaligen und kleinen mesoskaligen Einzugsgebieten (<10 km2) der Schweiz ohne Direktmessung zu einer besonders interessanten Grundlage. Sie verspricht vertieften Einblick in das System Wildbach, insbesondere bei Oberflächenabflussprozessen und dynamischen Reaktionen bei konvektiven Starkniederschlägen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Übertragbarkeit der Geländeanleitung auf Schweizerische Einzugsgebiete geprüft. Basis dafür bildeten sechs Einzugsgebiete des nördlichen Alpenraumes, aus denen bereits viele Grundlagendaten, sowie Erkenntnisse über andere Abschätzverfahren vorliegen. Die Ergebnisse sollten zudem einen Beitrag zum Projekt ¿Hochwasserabschätzungen in kleinen Einzugsgebieten der Schweiz ¿ Interpretations- und Praxishilfe¿ (Dobmann 2009) leisten.
Für jedes der sechs Testgebiete erfolgten mehrere Feldbegehungen mit direkter Anwendung der Geländeanleitung im Gelände. Bereits während der Vorbereitungen galt es, die charakteristischen Eigenschaften eines Einzugsgebietes im GIS zu erfassen, abflussrelevante Bereiche herauszuarbeiten und vorauszuscheiden. Im Zuge der Geländebegehung erfolgte die definitive Bewertung und Ausscheidung einzelner Teilflächen unter Zuordnung von Abflussbeiwerten und Rauigkeitsbeiwerten. Das Vorgehen basiert auf der schrittweisen Abschätzung folgender Indikatoren:
- Vegetation (hydrologische Vegetationsform und Zeigerwerte einzelner Pflanzen)
-  Bodeneigenschaften und
-  Art und Intensität der Landnutzung.

Schlüsselworte: Abflussbeiwert, Landnutzung, N/A-Modellierung, Starkregen

nhaltsverzeichnis


Kurzfassung
Abstract
1. Einleitung und Zielsetzung

1.1 Hochwasserhydrologie in der Schweiz
1.2 Stand der Forschung
1.3 Problemstellung
1.4 Zielsetzung
1.5 Gliederung der Arbeit

2. Fachliche Grundlagen

2.1 Das System Wildbach
2.2 Vegetation
2.2.1 Hydrologische Vegetationsformen und ihre Abflusseigenschaften
2.2.2 Indikatorwirkungen von Pflanzen (Feuchtezahl)
2.2.3 Vegetationsgesellschaften des Alpenraumes
2.3 Böden
2.3.1 Abfluss im Boden
2.4 Geologie
2.4.1 Durchlässigkeit und Chemismus des Gesteins
2.4.2 Gerinnenetzdichte
2.5 Relief und Neigung
2.6 Abflussbildung
2.6.1 Abflussbildung am Hang
2.6.2 Abflussbildung im Gerinne
2.6.3 Die Abflussganglinie eines Einzugsgebietes

3. Methoden

3.1 Die Geländeanleitung von Markart et al. (2004)
3.1.1 Ziele und Inhalt der Geländeanleitung
3.1.2 Gültigkeitsbereich der Geländeanleitung
3.1.3 Aufbau der Geländeanleitung
3.2 Der Abflussbeiwert nach Rickli und Forster (1997)
3.2.1 Ziele und Aufbau
3.2.2 Gültigkeitsbereich
3.3 ZEMOKOST

4. Hochwasserabschätzung - Vorgangsweise (erweiterte Methode)

4.1 Verwendete Grundlagen - Aussagekraft
4.1.1 Karten und Geländedaten
4.1.2 Niederschlagsdaten
4.1.3 Thematische Grundlagen
4.2 Einzugsgebietsübersicht und Flächengliederung
4.2.1 Gliederung der Teileinzugsgebiete
4.2.2 Vegetation
4.2.3 Substrat/Boden
4.2.4 Geologie
4.2.5 Kleingerinnenetz/Vernässung
4.2.6 Bewirtschaftung/Nutzung
4.2.7 Systemzustand
4.3 Feldbegehung
4.3.1 Gerinnebeurteilung
4.3.2 Abschätzung I
4.3.3 Abschätzung II
4.4 Anwendung des Programms ZEMOKOST
4.5 HQ-Abschätzung mit der Geländeanleitung und ZEMOKOST am Beispiel Eistlenbach
4.5.1 Einzugsgebietsübersicht
4.5.2 Feldbegehung
4.5.3 Kartenerstellung
4.5.4 Hochwasserabschätzung mit ZEMOKOST

5. Anwendungen

5.1 Untersuchungsgebiete
5.2 Ergebnisse der Anwendung der Geländeanleitung nach Markart et al. (2004) und von ZEMOKOST auf die weiteren Testgebiete
5.2.1 Dürrenwaldbach
5.2.2 Witenbach
5.2.3 Spissibach
5.2.4 Sperbelgraben
5.2.5 Hostetbach
Kartenerstellung
Hochwasserabschätzung mit ZEMOKOST
5.2.6 Vergleich der Einzugsgebiete
5.2.7 Feststellungen zum Vergleich der Abschätzung nach Markart et al. (2004) mit jener nach Rickli und Forster (1997)

6. Ergebnisse und Analyse

6.1 Die Abflussbeiwerte
6.1.1 Vergleich mit gemessenen Abflussbeiwerten
6.1.2 Die Abflussbeiwerte nach Rickli und Forster (1997)
6.2 Resultate der HQ-Abschätzungen
6.2.1 Der Einfluss des Niederschlagsinputs
6.2.2 Der Einfluss der Abflussbeiwert- und Rauigkeitsklassen in ZEMOKOST
6.2.3 Die HQ100-Vergleichswerte aus anderen Abschätzungsverfahren
6.2.4 Einordnen der HQ100-Berechnungsergebnisse in Hochwasserabflüsse der Schweiz
6.3 Analyse der Abflussspenden
6.4 Analyse von zwei Teileinzugsgebieten am Beispiel des Spissibaches
6.5 Diskussion

7. Erfahrungen aus den Berechnungen mit ZEMOKOST
8. Synthese

8.1 Vorschläge für eine Adaptierung und Erweiterung der Geländeanleitung von Markart et al. (2004)
8.2 Vorschläge zur Optimierung von ZEMOKOST im Hinblick auf weitere Anwendungen in der Schweiz.

9. Fazit und Ausblick
10. Literaturverzeichnis

10.1 Literatur
10.2 Karten und digitale Daten
10.3 Internet

11. Anhang

11.1 Beilagen der Feldbegehung
11.2 ZEMOKOST (HQx-Berechnungen)

Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis