Process based modelling of mesoscale pre-alpine catchments

Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Nummer0000000603
ArtVorlesung
Umfang4 SWS
SemesterWintersemester 2023/24
UnterrichtsspracheEnglisch
Stellung in StudienplänenSiehe TUMonline
TermineSiehe TUMonline

Termine

Teilnahmekriterien

Lernziele

Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage: - die dominierenden Prozesse voralpiner Einzugsgebiete wie Schneeprozesse, Abflussbildung, Abflusskonzentration und Flood Routing zu verstehen, - geeignete Methoden zur Modellierung der Prozesse in voralpinen Einzugsgebieten zu verstehen, - ein physikalisch basiertes hydrologisches Modell sowie ein 2D-hydrodynamisch-numerisches Modell anzuwenden und die Modellausgaben zu analysieren, - die Einflüsse der besonderen Randbedingungen in voralpinen Regionen auf den Niederschlg-Abfluss-Prozess zu bewerten, - die Wirksamkeit von Hochwasserschutzmaßnahmen unter Verwendung geeigneter Ereignis- und Landnutzungsszenarien sowie geeigneter Teilmodule und Modellbausteine zu bewerten.

Beschreibung

1) Dominierende hydrologische Prozesse in voralpinen Einzugsgebieten: Niederschlagstypen, Schneeprozesse, Abflussbildung, Abflusskonzentration und Flood Routing 2) Daten in voralpinen Einzugsgebieten: Verfügbarkeit, Qualität, Erhebung und Analyse 3) Unterschiedliche Modelltypen und ihre Anwendbarkeit für voralpine Einzugsgebiete 4) Erstellung, Parametrisierung und Kalibrierung des physikalisch basierten hydrologischen Modells WaSiM 5) Sensitivitätsanalysen: Meteorologische Eingangsdaten, Schneeprozesse, Abflusskonzentration 6) Physikalisch basierte Modellierung des Flood Routing-Prozesses mit dem 2D-hydrodynamisch-numerischen Modell HYDRO_AS-2D 7) Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Landnutzung und unterschiedlicher klimatischer Bedingungen auf den Wasserhaushalt 8) Nachweis der Wirksamkeit unterschiedlicher Hochwasserschutzmaßnahmen mittels gekoppeltem Modellansatz

Inhaltliche Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Hydrologie und Hydromechanik

Lehr- und Lernmethoden

Vorlesungen, Blockseminar und Übungen

Studien-, Prüfungsleistung

Die Modulprüfung besteht aus zwei gleichgewichteten Teilleistungen: Der erste Teil besteht aus einem Bericht über die Theorie und Anwendung der Modelle (Datenaufbereitung, Modellerstellung und Modellierungsergebnisse), den die Studenten im Rahmen einer Gruppenarbeit zu erstellen haben. Die Ergebnisse müssen in einer Präsentation vorgetragen werden (ca. 5 Minuten pro Person). Der zweite Teil ist eine 20-minütige mündliche Prüfung. Die Prüfungsfragen beinhalten den gesamten Vorlesungsstoff und bestehen aus theoretischen Fragen und Rechenaufgaben. Hilfsmittel sind nicht erlaubt.

Empfohlene Literatur

DeWalle, D.R. & Rango, A. (2008): Principles of snow hydrology. Cambridge University Press, Cambridge and UK and New York. Hydrotec Ingenieurgesellschaft mbH & M. Nujić (2014): Benutzerhandbuch HYDRO_AS-2D - 2D-Strömungsmodell für die wasserwirtschaftliche Praxis. Aachen, November 2014 Schmocker-Fackel, P., Naef, F. & Scherrer, S. (2007). Identifying runoff processes on the plot and catchment scale, Hydrol. Earth Syst. Sci., 11, 891 - 906. www.hydrol-earthsyst-sci.net/11/891/2007/. Schulla, J. (2014): Model Description WaSiM: Water balance Simulation Model. Zürich. Warscher, M., Strasser, U., Kraller, G., Marke, T., Franz, H. & Kunstmann, H. (2013): Performance of complex snow cover descriptions in a distributed hydrological model system: A case study for the high Alpine terrain of the Berchtesgaden Alps. In: Water resources research 49 (5), pp. 2619-2637.

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