Ein numerisches Modell zur Simulation und Vorhersage von Eis auf der Elbe

Eisbildung auf Flüssen behindert die Schifffahrt und kann in extremen Fällen zu besonders kritischen Hochwasserereignissen führen. Das numerische Eismodell RICE wurde an die Elbe zwischen deutsch-tschechischer Grenze und Geesthacht angepasst. Die Simulationsergebnisse sind befriedigend bis gut. Ergänzende Bausteine wurden entwickelt, um RICE für die Eisvorhersage zu nutzen. Im Testbetrieb erzielte Vorhersageergebnisse sind zufriedenstellend.

Im Winter kann Eis den Verkehr auf den Bundeswasserstraßen behindern und bei anhaltend strengem Frost zum Erliegen bringen. Für die Schifffahrt ist eine möglichst weit vorausschauende Aussage über die Entwicklung des Eises notwendig, um disponieren zu können. Entsprechendes gilt für die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) zur Gewährleistung der Sicherheit und Leichtigkeit auf den Bundeswasserstraßen.
Im Gegensatz zur sog. statischen Eisbildung auf Kanälen erfolgt die Eisbildung in frei fließenden Flüssen dynamisch. Infolge der turbulenten Durchmischung kommt es hier erst dann zur Eisbildung, wenn der gesamte Querschnitt den Gefrierpunkt erreicht hat. Unter ungünstigen Bedingungen können sich verkeilende Eisschollen eine Barriere bilden (sogenannte Eisversetzung), was zu einem extrem starken und raschen Anstieg des Wasserspiegels führt. Mit Hilfe von hydrodynamisch-numerischen Modellen können heute viele der hierbei ineinandergreifenden hydrologischen, hydraulischen, mechanischen und thermischen Prozesse simuliert werden.
Von Prof. H.T. Shen und seiner Arbeitsgruppe wurde das numerische Simulationsmodell RICE entwickelt. Im Auftrag der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) wurde es an die Elbe zwischen deutsch-tschechischer Grenze und Wehr Geesthacht angepasst sowie kalibriert. Neben der oben erwähnten Unterstützung des Wasserstraßenmanagements soll das Modell im Bedarfsfall die Möglichkeiten zur Ergreifung präventiver Maßnahmen verbessern. Zusätzlich bietet ein solches Werkzeug die Möglichkeit, die Auswirkungen veränderter klimatischer Bedingungen auf die Eisbildung in Flüssen zu quantifizieren.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft 12/2014 (Dezember 2014)
Seiten: 6
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dipl.-Met. Christoph Deyhle

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