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Title
Literaturstudie zur Planung und hydraulischen Wirkung technischer Wildbachschutzbauwerke und Analyse der Abbildbarkeit mit 2D-hydraulischen Modellen : beispielhafte Anwendung der Software HYDRO_AS-2D / Wolfgang Texler
AuthorTexler, Wolfgang
CensorGems, Bernhard
PublishedInnsbruck, Juli 2016
DescriptionXXI, 140, XII Seiten : Illustrationen
Institutional NoteUniversität Innsbruck, Masterarbeit, 2016
Date of SubmissionJuly 2016
LanguageGerman
Document typeMaster Thesis
Keywords (DE)Wildbach / Wildbachprozesse / Wildbachgefahren / Wasserbau / Hydraulik Wildbachschutz / Wildbachbauwerke / Technischer Wildbachschutz / Hydraulische Modellierung / Modell / Numerische Modellierung / Reinwassersimulation / Hydro AS 2D / Basement
Keywords (EN)torrent / torrent control / hydraulic simulation / modelling / pure water simulation / torrent dam / torrent hazards / Hydro AS 2D / Basement / torrent - torrent control - hydraulic simulation - modelling - pure water simulation - torrent dam - torrent hazards - Hydro AS 2D - Basement
Keywords (GND)Wildbachverbauung / Simulation / Numerisches Modell
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-4698 Persistent Identifier (URN)
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Literaturstudie zur Planung und hydraulischen Wirkung technischer Wildbachschutzbauwerke und Analyse der Abbildbarkeit mit 2D-hydraulischen Modellen [220.5 mb]
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Abstract (German)

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Hintergründen zur Planung und hydraulischen Wirkung technischer Wildbachschutzbauwerke. Zusätzlich wird eine Analyse der Abbildbarkeit dieser Konstruktionen mit 2D-hydraulischen Modellen mit dem Programm HYDRO_AS-2D durchgeführt. Die theoretischen Grundlagen werden im ersten Abschnitt der Arbeit unter Zuhilfenahme fachlicher Literatur näher erläutert. Dabei wird einleitend auf die Naturgefahren im alpinen Raum und auf den Hintergrund derWildbachverbauung eingegangen. Aufgrund der recht großen Vielfalt der verschiedenen Wildbäche und den dazugehörigen Schutzbauwerken kommt einer einheitlichen Klassifikation eine verstärkte Bedeutung zu. Die Einteilung der Wildbäche in unterschiedliche Wildbachtypen, sowie die Klassifikationen der Schutzmaßnahmen und der Bauwerke werden hierbei erläutert. Zusätzlich wird auf die Quantifizierung von Schäden und die Gefährdung von Gebäuden durchWildbachereignisse eingegangen.Wie diese Schäden mithilfe von Wildbachschutzbauwerken vermieden werden können, ist ein zentraler Punkt. Es wird ein Einblick in die unterschiedlichen Bautypen hinsichtlich deren Funktionsweisen und konstruktiver Ausführung gegeben. Dabei werden Beispiele für gängige Längs und Querbauwerke bzw. flächenwirksame Konstruktionen angeführt. Der zweite Abschnitt dieser Arbeit beinhaltet eine 2D-numerische Reinwassersimulation am Beispiel eines verbauten Wildbaches. Dabei wird vor allem auf die Implementierung der Wildbachschutzbauwerke in einem zweidimensionalen Modell eines steilen Gerinnes eingegangen. Es wird untersucht ob diese korrekt abgebildet werden können und plausible Ergebnisse erzielbar sind. Für diese Untersuchung wird die Software HYDRO_AS-2D verwendet. Die Stärken und Schwächen dieses Programmes, sowie der Unterschied zwischen den Berechnungsmethoden nach erster oder zweiter Ordnung, werden kurz geschildert. Bei den Berechnungsergebnissen wird der Fokus verstärkt auf die unterschiedlichen Wildbachverbauungstypen gelegt. So erfolgt eine Auswertung der Fließtiefen, Fließgeschwindigkeiten und Strömungszustände in den Bereichen eines Retentionsbeckens, einer Sperrenstaffel und einer Filtersperre. Die Kontrolle der Plausibilität der Ergebnisse erfolgt durch Vergleiche mit Überfallformeln von Poleni und Du Buat aus der Literatur und anhand eines Ergebnissvergleiches mit einer Berechnung mit dem Programm Basement, welche von [42] durchgeführt wurde. Die Auswirkungen der CFL Zahl auf die Berechnungsergebnisse werden durch eine Variation dieses Parameters in einem abschließenden Kapitel untersucht.

Abstract (English)

This thesis provides background information on planing constructions for torrent control and their hydraulic performance. An analysis of the implementation of these constructions in 2Dhydraulic models using the software HYDRO_AS-2D is additionally covered. Theoretical basics based on specialised literature, are explained in the first part of this thesis. Informations about the risks of nature in the Alps and about the importance of safety constructions are given as an introduction to this subject. There is a large amount of different types of torrents and torrent control construction. A standardised classification is therefore needed to provide a clear overview. For that reason, common types of classifications for torrents and safety constructions are discussed. Furthermore, the subjects regarding the quantification of damages and the endangerment of buildings and infrastructure related to torrential events are handled. The main focus is the reduction of damage due to torrent control construction and how the different types work. Key points are the functional principles and the engineering design. Examples of longitudinal, lateral and planar constructions are mentioned. The 2D-numerical pure water simulation of an existing torrent that already has torrent control constructions is explained in the second part. The main focus lies on the implementation of the construction elements in the model, how they perform in a simulation of a steep torrent and if the results are plausible. The software HYDRO_AS-2D is used for the computation. Strengths and weaknesses of this software are mentioned shortly. In this context, the differences between first and second order calculation are also discussed. The evaluation of the results is focused on the different types of torrent control constructions. Therefore the results of water depths, velocities and flow conditions around the areas of a retention basin and torrent check dams are shown. These are compared to common equations from Poleni or Du Buat in order to check for plausibility. Further the results are compared with a calculation from [42] using the software Basement. At the end there is a small analysis regarding the use of different values for the CFL number and if or how this affects the calculation.

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