MV_Gail_Aufweitung: Hybride Modellierung für die Annäherung an den morphologischen Referenzzustand am Beispiel der Gail – Kötschach-Mauthen bis Gundersheim
Projektleitung
Martin Hasenhündl
Forschungseinrichtung
Bundesamt für Wasserwirtschaft
Projektnummer
102119Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft | Amt der Kärntner Landesregierung
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Um sowohl die Sohlstabilität als auch die Gewässermorphologie und damit auch die Ökologie zu verbessern soll die Gail in mehreren Abschnitten aufgeweitet werden. Die Aufweitungen sollen überwiegend eigendynamisch erfolgen und nur dort wo unbedingt erforderlich durch Initialmaßnahmen unterstützt werden. Des Weiteren soll eine Begrenzung der Laufentwicklung mit Ufersicherungsmaßnahmen nur dort erfolgen, wo die Eigendynamik über die verfügbaren Flächen hinausgehen würde. Damit soll die Morphologie der Gail an den Referenzzustand eines Kiesflusses mit dynamischen Bänken und Kolken angenähert werden. Mit der hybriden Modellierung wird geklärt, wie dieser Entwicklungsprozess gesichert und möglichst wirtschaftlich ablaufen kann. Des Weiteren werden die Auswirkungen von möglichen Änderungen im Geschiebehaushalt infolge Klimawandels untersucht. Einzelne Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen werden auch auf andere Gewässer übertragbar sein.
Der hybride Modellversuch soll Antworten zu den nachstehenden Fragen liefern:
- Wie verläuft die eigendynamische Entwicklung des Flusses nach Entfernen der Ufersicherungen unter der Annahme einer durchschnittlichen Hydrologie (Verbreiterung des Flusses, Entwicklung der Sohlhöhen und der morphologischen Gestalt auch in Hinblick auf die Gewässerökologie)?
- Sind zusätzliche Initialmaßnahmen erforderlich um die eigendynamische Aufweitung zu fördern? Wenn ja, welche Maßnahmen sind geeignet?
- Gibt es eine maximale Entwicklungsbreite oder ist mit einer Migration des Flusslaufes zu rechnen?
- Mit welchen Ufersicherungsmaßnahmen kann die Laufentwicklung bei Bedarf begrenzt werden?
- Welchen Einfluss hat der Geschiebeeintrag auf die morphologische Entwicklung? (Welche Auswirkung hat ein deutlich reduzierter Geschiebeeintrag?)
Während sich das gegenständliche Modell auf den Bereich Würmlach beschränkt, umfasst der zweite Teil der hybriden Modellierung, das 1D-Geschiebetransportmodell, einen deutlich größeren Abschnitt (KW Wetzmann in Kötschach-Mauthen bis Rattendorf bzw. Watschig) um einerseits die geschiebetechnischen Randbedingungen für den gegenständlichen Modellversuch besser zu erfassen und andererseits Grundlagen für die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Abschnitte der Gail zu gewinnen.
Schlagwörter (deutsch)
Flussmorphologie, Gewässerökologie, Geschiebetransport, eigendynamische Entwicklung, hybride Modellierung
Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)
Titel (englisch)
Hybrid Modeling for Approximating the Morphological Reference State: A Case Study of the Gail River from Kötschach-Mauthen to Gundersheim
Abstract (englisch)
To improve bed stability, river morphology, and consequently the ecology, the Gail River will be widened in several sections. The widening process should occur predominantly through natural dynamics, supported by initial measures only where absolutely necessary. Furthermore, the limitation of channel development through bank protection measures should only be implemented where the natural dynamics would exceed the available space. This approach aims to bring the morphology of the Gail closer to the reference state of a gravel river with dynamic bars and pools. Hybrid modeling will be used to determine how this development process can be secured and implemented as economically as possible. Additionally, the impacts of potential changes in sediment balance due to climate change will be investigated. Some findings from this study will also be applicable to other rivers.
The hybrid modeling aims to answer the following questions:
- How does the river's natural dynamic development progress after removing bank protections, assuming average hydrology (river widening, development of bed levels and morphological shape, also in terms of river ecology)?
- Are additional initial measures required to promote natural widening? If so, which measures are suitable?
- Is there a maximum development width, or should migration of the river course be expected?
- Which bank protection measures can limit channel development if necessary?
- What influence does sediment input have on morphological development? (What is the impact of significantly reduced sediment input?)
While the objective model is limited to the Würmlach area, the second part of the hybrid modeling, the 1D sediment transport model, covers a significantly larger section (from the Wetzmann power plant in Kötschach-Mauthen to Rattendorf or Watschig). This broader scope serves to better capture the sediment-related boundary conditions for the objective model experiment and to establish a basis for transferring the results to other sections of the Gail River.
Schlagwörter (englisch)
ecology, bed load transport, self-induced dynamic development, hybrid modelling, river morphology
Projektziele
- Aussagen zur eigendynamischen, morphologischen Entwicklung der Gail mit Berücksichtigung des Geschiebeeintrags
- Erforderliche Initialmaßnahmen um eine an den Referenzzustand angenäherte Morphologie des Flusses zu erreichen
- Aussagen betreffend Grenzen der morphologischen Entwicklung (Bedarf von Ufersicherungen)
Praxisrelevanz
Die Erkenntnisse aus diesem Projekt sollen direkt in der Natur an der Gail umgesetzt werden, um einerseits den Hochwasserschutz zu sichern und andererseits die Gewässermorphologie als Basis für eine funktionierende Gewässerökologie zu verbessern. Des Weiteren sind allgemeine Aussagen betreffend die Morphodynamik von Fließgewässern zu erwarten.