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Natürliche Einzugsgebiete

siehe auch Theorie:Natürliche Einzugsgebiete

Datei

*Einzugsgebiete (*.EZG)
*======================
*|------|-----|------------------------------|--------|------------------|------------------------|---------|-----|----------|-----|----------------------------------------------|--------------|-------------------------------------|-----------|
*| Bez  | KNG |      Gebietskenngroessen     |   N    |   Verdunstung    |       Temperatur       | QBASIS  | PSI | SCS (2)  | BF0 |        Retentionskonstanten                  |  Aufteilung  |           Schneekonstanten          | QSpende   |
*|      |     |   A    VG    Ho    Hu    L   | Datei  |Kng Sum    Datei  |Kng Tem JGG TGG  Datei  | qB  JGG | (1) | CN  VorRg| (3) | R  K(VG)   K1     K2    Int    Bas  nLin Expo| Beta1  Beta2 | R  GrT  NSchD  GrD   RateT   RateSB | Beta1     |
*|------|-----|------------------------------|--------|------------------|------------------------|---------|-----|----------|-----|----------------------------------------------|--------------|-------------------------------------|-----------|
*|  -   | 1-3 |  ha     %   muNN  muNN   m   | Nummer |1/2 mm/a   Nummer |1/2 °C   -   -   Nummer |l/sqkm - |  -  |  -   mm  |  %  | -    h      h      h      h      h   J/N  -  |   -      -   | -  °C     %     %   mm/(°d)   mm/d  | m3/(s ha) |
*|-<-->-|-<->-|<----><----><----><----><---->|<------>|-+-<---->-<------>|-+-<-->-<->-<->-<------>|<--->-<->|<--->|<---><--->|<--->|-+-<---->-<---->-<---->-<---->-<---->--+-<--->|-<---->-<---->|-+-<--->-<--->-<--->-<----->-<----->-|-<------->-|
 |   A  |  B  |   C     D     E     F     G  |    H   | I    J       K   | L   M   N   O      P   |  Q    R |  S  |  T    U  |  V  |R1   R2     R3     R4     R5     R6   R7   R8 |   B1     B2  |S1   S2    S3    S4     S5      S6   |    Q1     |
*|------|-----|------------------------------|--------|------------------|------------------------|---------|-----|----------|-----|----------------------------------------------|--------------|-------------------------------------|-----------|

Erläuterungen

Versionen:

  • v0.9.4:
    • ab r544: Aufteilungsfaktoren Beta beziehen sich nur noch auf unversiegelte Fläche; Beta2 optional
    • ab r532: wieder ohne urbane Gebiete
  • vorher
  • A: eindeutige Bezeichnung (muss mit 'A' anfangen)
  • B: Berechnungsart [1-4] (siehe unten). Bezieht sich auf die unbefestigten Flächenanteile; die befestigten Flächenanteile werden grundsätzlich mit dem gleichen Ansätzen gerechnet.
  • C: Fläche [ha]
  • D: Versiegelungsgrad [%]
  • E: maximale Höhe [müNN]
  • F: minimale Höhe [müNN]
  • G: längste Fließstrecke [m]

Niederschlag:

Verdunstung:

  • I: Berechnungsart für die Verdunstung (1 = Jahresverdunstungssumme; 2 = Verdunstung aus Zeitreihe/Datei)
    • J: Jahresverdunstungssumme [mm/a]
    Bei Bodenfeuchteberechnung: Einzugeben ist die Summe bezogen auf Grasland, diese wird intern nach Brandt[1] und Haude[2][3] mit Ganglinien überprägt und an die jeweilige Landnutzung der einzelnen Elementarflächen angepasst.
    • K: Dateinummer der zu verwendenden Verdunstungszeitreihe (siehe *.EXT-Datei)
    es können nur Tageswerte in der Zeitreihe angegeben werden, da die Zeitreihenwerte immer nochmal mit einem Tagesgang überprägt werden! (Bug 1)

Temperatur:

  • L: Berechnungsart für die Temperatur (1 = Mittelwert mit optionalem Jahres/ Wochen/ Tagesgang; 2 = Temperatur aus Zeitreihe/Datei)
  • M: Mittlere Temperatur [°C]
  • N, O: Nummer des zu verwendenden Jahres/ Tagesgangs
  • P: Dateinummer der zu verwendenden Temperaturzeitreihe (siehe *.EXT-Datei)

Basisabfluss:

  • Q: konstanter Basisabfluss [l/s.km²]
Bei Bodenfeuchteberechnung dient dieser Wert lediglich für die Berechnung der Anfangsspeichervolumina des Grundwasserspeichers und des Interflowspeichers:
S0,Basis = QB,0 × KBasis
S0,Interflow = QB,0 × KInterflow
  • R: Nummer des zu verwendenden Jahresgangs zur Skalierung des Basisabflusses (bei Bodenfeuchte nicht benutzt)

Berechnungsart 1: Abflussbeiwertverfahren:

  • S: Abflussbeiwert (0 < ψ ≤ 1)
[math]\displaystyle{ \psi = \frac{N_{eff} + E_T + h_v}{N} }[/math]
mit:
Neff = Effektiver Niederschlag
ET = Verdunstung
hv = Anfangsverlust (Benetzungs- und Muldenverlust)
Siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Abflussbeiwert

Berechnungsart 2: SCS-Verfahren:

siehe Theorie:SCS-Verfahren
  • T: CN-Wert (0 < CN ≤ 100)
  • U: 21-Tage Vorregenhöhe [mm] (Wird gleichmäßig auf 21 Tage aufgeteilt)

Berechnungsart 3: Bodenfeuchteberechnung:

siehe Theorie:Bodenfeuchteberechnung
  • V: Anfangsbodenfeuchte [% von FK] dieser Wert wird noch überlagert von der globalen Anfangsbodenfeuchte, die in der ALL-Datei angegeben wird.

Berechnungsart 4: Abflusspende:

  • Q1: Kostante Abflusspende [m3/(s ha)]

Retentionskonstanten:

Berechnung der Retentionskonstanten[4]
Parallelspeicherkaskaden
  • R1: manuelle Eingabe der Retentionskonstanten und Aufteilungsfaktoren [J/N]
    bei Nein (N) werden die Retentionskonstanten und die Aufteilungsfaktoren intern nach Zaiß[4] anhand der Gebietseigenschaften ausgerechnet. Die intern berechneten Parameter werden in die Protokolldatei geschrieben, wenn diese eingeschaltet ist.
  • R2: Retentionskonstante der Kaskade für versiegelte Flächen [h]
  • R3: Retentionskonstane für die schnelle Kaskade [h]
  • R4: Retentionskonstante für die langsame Kaskade [h]
  • R5: Retentionskonstante für den Interflow [h] (nur bei Bodenfeuchteberechnung)
  • R6: Retentionskonstante für den Basisabfluss [h] (nur bei Bodenfeuchteberechnung)
  • R7: nichtlineare Berechnung [J/N]
  • R8: Exponent für die nichtlineare Berechnung

Aufteilungsfaktoren:
Die Aufteilungsfaktoren Beta1 und Beta2 beziehen sich nur auf die unversiegelte Fläche!

Die Summe dieser zwei Aufteilungsfaktoren muss 1 ergeben (β1 + β2 = 1)!

  • B1: Aufteilungsfaktor für die schnelle Kaskade 0 ≤ β1 ≤ 1
  • B2: Aufteilungsfaktor für die langsame Kaskade 0 ≤ β2 ≤ 1

Der Aufteilungsfaktor β3 für die Kaskade der versiegelten Flächen bestimmt sich intern aus dem Versiegelungsgrad (D).

Hinweis
Die Angabe von Beta2 ist optional. Wenn nicht angegeben, errechnet er sich aus β2 = 1. - β1

Schneekonstanten:
Für die Schneeberechnung wird das Snow-Compaction Verfahren nach Knauf[5] benutzt.

  • S1: manuelle Eingabe der Schneekonstanten [J/N]
    (bei N oder wenn nicht vorhanden, werden die Standardparameter verwendet)
  • S2: Grenztemperatur zur Schneebildung [°C]
  • S3: Neuschneedichte [%]
  • S4: Grenzdichte, ab der Wasserabgabe beginnt [%]
  • S5: temperaturabhängige Schmelzrate [mm/(K×d)]
  • S6: Strahlungs u. Bodenwärme abhängige Schmelzrate [mm/d]

Wertebereiche und Standardwerte:

Parameter Einheit Standardwert Wertebereich[5]
Grenztemperatur °C 0 ?
Neuschneedichte % 11 5 - 20
Grenzdichte % 40 40 - 45
temperaturabhängige Schmelzrate mm/(K×d) 1.8 ?
Strahlungs u. Bodenwärme abhängige Schmelzrate mm/d 4.2 ?

Abflussspende:
Konstante Abflussspende (Berechnungart = 4)

  • Q1: Konstante Abflusspende [m3/(s ha)]

Literaturangaben

  1. ↑ Brandt, T. (1979): Modell zur Abflussgangliniensimulation unter Berücksichtigung des grundwasserbürtigen Abflusses, Technischer Bericht Nr. 24 aus dem Institut für Wasserbau, Fachgebiet Ingenieurhydrologie und Hydraulik der TH Darmstadt
  2. ↑ Haude, W. (1954): Zur praktischen Bestimmung der aktuellen und potentiellen Evapotranspiration. – Mitteilungen des DWD, Bd. 8; Bad Kissingen
  3. ↑ Haude, W. (1955): Zur Bestimmung der Verdunstung auf möglichst einfache Weise. Mitteilungen des DWD, 2 (11), Bad Kissingen
  4. ↑ 4.0 4.1 Zaiß, H. (1986): Abflussermittlung aus Teilflächen, in "Hydrologische Abflussmodelle in der praktischen Anwendung", 36. Fortbildungslehrgang des BWK-Hessen am 21. März 1986, Friedberg [ihwb-Bibliothek: Inv.-Nr. 5593, 10 BWK 36] PDF information.png OCR information.png
  5. ↑ 5.0 5.1 Knauf, D. (1980): Die Berechnung des Abflusses aus einer Schneedecke, in: DVWK-Schriften, Heft 46, Analyse und Berechnung oberirdischer Abflüsse PDF information.png
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