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Hochwassersimulationssystem Neckar im Rahmen der Integrierenden Konzeption Neckar-Einzugsgebiet (IKoNE)

Hochwassersimulationssystem Neckar im Rahmen der Integrierenden Konzeption Neckar-Einzugsgebiet (IKoNE)
Ansprechpartner:

Dr.- Ing. Peter Oberle

Starttermin:

1997

Endtermin:

2004

Projektlaufzeit:  1997-2004

Auftraggeber:   Landesregierung Baden-Württemberg
- Ministerium für Umwelt und Verkehr (UVM)
- Regierungspräsidien (RP) Stuttgart und Karlsruhe

In Zusammenarbeit mit: Gewässerdirektionen (GwD) Nördlicher Oberrhein und Neckar
    Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) des Bundes
    Landesanstalt für Umweltschutz (LfU) B.-W.

Veranlassung / Zielsetzungen:  

  • Erarbeitung eines hochaufgelösten Simulationssystems für den schiffbaren Neckar (über 200 Fluss-km)
    - Simulation beliebiger Abflussszenarien vor und hinter Schutzanlagen
    - Quantifizierung der Auswirkungen von Baumaßnahmen auf den Hochwasserabfluss (Variantenstudien)
    - Erstellung von Gefahren- und Risikokarten als Grundlage der Hochwasservorsorge
    - Entwicklung eines Decision-Support-Systems (DSS) für den operationellen Einsatz während Hochwasserereignissen
  • Systemimplementierung bei der Wasserwirtschaftsverwaltung

Methoden / Entwicklungen:

  • 1D, instationäres hydrodynamisch-numerisches (HN-) Gesamtmodell der Staustufenkette (z.T. verzweigte, vermaschte Systeme)
  • Ergänzung mit lokalen 2D-HN-Modellen (FV-Methode)
  • Analyse und Aufbereitung von topographischen Fluss-Vorland-Daten unterschiedlichster Herkunft
  • Erstellung hochwertiger Geländemodelle unter Berücksichtigung hydraulischer Anforderungen
  • Ermittlung von Überflutungsflächen und Schadenspotenzialen
  • GIS-basiertes Pre- und Postprocessing für die HN-Modellierung
  • 3D-Visualisierung (Animation / Echtzeitnavigation)
  • Programmierung anwendungsoptimierter Tools (GIS-Fachschale)
  • Schulung und Betreuung der Anwender


Ergebnis:
Das IKoNE-Modell wurde seit 1999 sukzessive an die Gewässerdirektionen es Neckars lauffähig übergeben und kommt dort in der täglichen Arbeitspraxis zur Unterstützung des HW-Managements zum Einsatz. Modelle und Geodatenbestände werden regelmäßig aktualisiert. Seit 2003 wird die topographische Datenbasis mit den Laser-Scanner-Daten (1x1 m) des LV B.-W. überarbeitet. Die GIS-Fachschale konnte im Rahmen der Anwenderschulungen bzgl. ihrer Funktionalitäten und Bedienfreundlichkeit optimiert werden. Die für den Neckar pilothaft entwickelten IKoNE-GIS-Werkzeuge wurden im Auftrag der Landesregierung in eine allgemein einsetzbare Version integriert und sind auf andere Fließgewässer übertragbar.

Veröffentlichungen:
Oberle, P. (2004): Integrales Hochwasserinformationssystem Neckar – Verfahren, Werkzeuge, Anwendungen und Übertragung, Dissertation, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Universität Karlsruhe, Heft 226, 2004.
Theobald S.; Oberle P. und Nestmann F. (2004): " Simulationswerkzeuge für das operationelle Hochwassermanagement ", Wasserwirtschaft 94.Jg, 12_2004, S. 23 - 28
Oberle P. und Nestmann F. (2003): „GIS-Unterstützung bei Modellerstellung und Ergebnisverarbeitung“, Beitrag zum Seminar „Numerische Simulationsmodelle für Fließgewässer“ am 12./13. Mai 2003 in Nürnberg; veröffentlicht in „Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung“, Heft 3; Herausgeber: Hydrologische Wissenschaften – Fachgemeinschaft ATV-DVWK
Bender J. und Oberle P. (2003): „Werkzeuge zur 3D-Visualisierung (Echtzeitnavigation) der Ergebnisse numerischer Hochwassersimulationen am Neckar“ – In: Schlussbericht zu Phase I „Prototyp“ im Auftrag des Landes B.-W., Institut für Wasserwirtschaft und Kulturtechnik / Institut für Betriebs- und Dialogsysteme, Universität Karlsruhe
Oberle P.; Theobald S.; Evdakov O. and Nestmann F. (2000): " GIS-supported flood modelling by the example of the river Neckar" , Kassel Reports of Hydraulic Engineering No. 9/2000, S.145 –155 und Proceedings "European Conference on Advances in Flood Research", Potsdam Institute for Climate Impact Research, No.11/2000, S.652-664
Oberle P.; Theobald S. und Nestmann F. (2000): " GIS-gestützte Hochwassermodellierung am Beispiel des Neckars " , Wasserwirtschaft 90 (2000) 7-8, S. 368 - 373

Komponenten des Simulationsmodells Neckar