Beim Einsatz von Wasserspiegellagenprogrammen z.B. zur Ermittlung von Überflutungsflächen wird i.d.R. auch die hydraulische Leistungsfähigkeit der Gewässer untersucht. Dabei wird über eine sukzessive Erhöhung der Durchflüsse der Abfluss ermittelt, bei dem das Gewässer gerade ausufert bzw. sich Wasserstände einstellen, die höher als die Uferhöhen sind.
Über Zuordnungstabellen können Gewässerabschnitten die so (oder anders) ermittelten bordvollen Abflüsse (Steuerwort Ausuferungsabfluesse) und/oder die Ausuferungshöhen (Steuerwort UferHoehen) zugewiesen werden. Maßgebliche Größe sind die Ausuferungsabflüsse. Sind nur Uferhöhen angegeben, werden programmintern die zugeordneten Durchflüsse ermittelt.
Zusätzlich kann auch die Sohlhöhe für jedes Profil angegeben werden. Damit wird die Ermittlung des Wasserstandes bei sehr kleinen Abflüssen verbessert.
Station Sohlhoehe Ufer Strang 148680.00 167.67 170.17 1 148880.00 165.88 168.19 1 149083.00 166.89 168.19 1 149200.00 167.58 168.15 1 ...
Abbildung 3‑15: Auszug aus der <UferHoehen_TABELLE >
Da die bordvollen Abflüsse sich auf das Gewässerbett beziehen, die KTau-Tabellen aber (günstigenfalls) auch die Abflussretention in den Vorländern charakterisieren, ist der bordvolle Abfluss meist kleiner als der größte Abfluss innerhalb der KTau-Tabelle.
Bei der Modellierung mit Kalinin-Miljukov wird der bordvolle Abfluss nur genutzt, um während der Simulationsrechnung für jeden Gewässerabschnitt die Anzahl der Überschreitungen des bordvollen Abflusses und damit der Ausuferungen zu registrieren. Im Ergebnisverzeichnis wird dazu die Datei …\para\<Raumbezug Q>_ausu.txt ausgegeben.
VorlandRetentionsfaktor K_vorl Ausuferungsabfluss aus_q *Ausuferungsabflussspende aus_qs MaximalerDurchfluss Qmax
Abbildung 3‑16: Auszug aus der Datei fgw.sdf
KEN AnzAus 1 54 2 55 3 8 4 32 ...
Abbildung 3‑17: Auszug aus der …\para\fgw_ausu.txt
Eine weitere Größe, die im Rahmen von Hochwasseranalyse von Interesse ist, ist der Maximalabfluss Qmax. In vielen Tieflandeinzugsgebieten werden bei Überschreiten eines Qmax vor allem weitere Flächen geflutet, ohne dass die Wasserstände und Abflüsse nennenswert weiter steigen. Das Wasser wird nun vor allem in solchen Bereichen des Vorlandes gespeichert, die nicht durchflossen werden.
Ein weiteres Beispiel, in dem Qmax eine Rolle spielt, sind eingedeichte Gewässerabschnitte. Hier charakterisiert Qmax den Durchfluss, bei dem ein Überströmen der Deiche beginnt.
Der maximale Durchfluss Qmax ist gleich oder größer als der letzte Q-Wert in der KTau-Tabelle und ist als Attribut eines Gewässerabschnittes in der FGW-Datenbasis bereitzustellen.
Liegen keine profilbezogenen, hydraulisch ermittelten Maximalabflüsse vor, so kann der letzte bzw. größte Q-Wert in der profilbezogenen KTau-Tabelle als Näherung für den profilbezogenen Maximalabfluss verwendet werden. Der fgw-bezogene Qmax ist dann der kleinste profilbezogene Maximalabfluss innerhalb des Gewässerabschnittes.
Für die Modellierung von Zuflüssen, die größer sind als Qmax werden demnach folgende Fälle unterschieden:
- Es werden Flächen geflutet, die nicht aktiv ab Abfluss teilnehmen bzw. nicht durchströmt werden. Der Abfluss aus dem Gewässerabschnitt überschreitet nie Qmax. Auch im Rückgang der Hochwasserwelle, wenn die Zuflüsse sich wieder im Bereich der KTau-Tabelle befinden, geben die gefluteten Flächen wieder Wasser ab, und zwar soviel, dass insgesamt nicht mehr als Qmax abfließt.
- Es werden Deiche überflutet. Der Abfluss aus dem Gewässerabschnitt überschreitet nicht Qmax. Ein Rückfluss aus den Deichhinterländern ist nur sehr stark verzögert (letztlich nur über das Grundwasser) möglich. Modelliert wird dieser Rückfluss über einen Einzellinearspeicher mit einer sehr langsamen Auslaufkonstante, die über das Attribut VorlandRetentionsfaktor in der Gewässerdatenbasis für die betreffenden Gewässerabschnitte vorgegeben werden kann.
- Es wird angenommen, dass die KTau-Tabelle für größere Abflüsse weiter gilt. Es wird der KTau-Wert des letzten (größten) Abflusses Qmax auch für größere Abflüsse verwendet.
Ein Sonderfall, der ebenfalls zu beachten ist, liegt vor, wenn mit einer 1D-Hydraulik nicht der gesamte Durchflussbereich erfasst werden konnte. Der Maximalabfluss liegt dann u.U. beträchtlich über dem letzten Wert der KTau-Tabelle, weil bei Ausuferungen weite Teile des Vorlandes am Abfluss teilnehmen, d.h. überströmt werden. Hier wäre der Qmax als zusätzliche Stützstelle in die KTau-Tabelle zu übernehmen. Das zugeordnete Volumen wäre aus Analysen des DGMs abzuleiten, z. B. unter Nutzung von historischen (max.) Überschwemmungen, Qmax selbst aus den extremen Hochwasserscheiteln am nächsten, unterliegenden Pegel.