Numerische Modellierung von Geschiebetransport bei steilen Gefällen

Für die Modellierung stehen eine Reihe von Geschiebetransport Modellen für Flüsse mit geringem Gefälle zur Verfügung, jedoch eignen sich diese nur sehr bedingt für die Berechnung der Transportvorgänge in steilen Wildbacheinzugsgebieten. Das kann mehrere Gründe haben. Einerseits sind nur in sehr wenigen Modellen Ansätze zur Berechnung des Geschiebetransports implementiert, die sich für steile Gerinne eignen. Ein anderes Problem ist die numerische Stabilität bei wechselnd über- und unterkritischen Abflussbedingungen in Kombination mit der bei steilen Gefällen auftretenden hohen Transportkapazitäten. Die damit verbundenen raschen Änderungen der Profilgeometrie können zu numerischen Problemen führen. Die meisten Geschiebetransportmodelle wurden als ergänzendes Modul zu hydraulischen Modellen entwickelt. Die Entwicklung von SETRAC hingegen hatte von Beginn an das Ziel Geschiebetransport in steilen Wildbachgerinnen zu simulieren. Daher wird auf die Besonderheiten der Transportvorgänge in steilen Gerinnen eingegangen. Die durch Sohlstrukturen hervorgerufenen Rauigkeitsverluste können berücksichtigt werden. Rückrechnungen von extremen Wildbachereignissen zeigen, dass neben limitierter Geschiebeverfügbarkeit die Berücksichtigung von Formrauigkeit maßgebend für plausible Simulationsergebnisse ist.