SETRAC

SETRAC ist das Akronym für Sediment Transport Model in Alpine Catchments. SETRAC ist ein eindimensionales Programm zur Berechnung des Geschiebetransports in Wildbächen und Gebirgsflüssen.

Das eindimensionale Geschiebetransportmodell SETRAC wurde an der Universität für Bodenkultur in Wien entwickelt und anhand von Laborversuchen und gut dokumentierten, geschiebeführenden Hochwasserereignissen auf die Eignung bei steilen Gefällen getestet. Die grafische Benutzerschnittstelle erlaubt eine effiziente und übersichtliche Datenverwaltung. Neben der Visualisierung des Gerinnesystems können auch alle Querprofile sowie Längsprofile dargestellt werden. Des Weiteren können auch die eingegebenen Sedimentdaten als Sieblinien visualisiert werden. Die aufwändige grafische Benutzerschnittstelle dient neben der Abschätzung der Durchfluss- und Transportkapazität der einzelnen Querprofile auch zur Plausibilitätsprüfung der Eingabedaten. Ein Topologieprotokoll informiert den Modellanwender über die korrekte Modellanwendung und weist auf unzulässige Modellanwendungen hin (z.B. gewählte Geschiebetransportformel eignet sich nicht für den Gefällsbereich im Projektgebiet). Die Abflussganglinien werden als kinematische Welle durch das Gerinnesystem geleitet.

Abbildung 1: Querprofil mit Visualisierung der spezifischen Geschiebetransporte

Die Querprofile werden zur Berechnung des Pegelschlüssels nach der Streifenmethode aufgeteilt. Die Anzahl der Streifen richtet sich dabei nach der Komplexität des Querprofils. So können auch gegliederte Profile gut abgebildet werden. In jedem Streifen wird neben der Fließgeschwindigkeit auch der Geschiebetransport berechnet (Siehe Abbildung 1). In SETRAC können auch rasche Änderungen der Gerinnegeometrie durch Auflandungen bzw. Erosion berücksichtigt, d.h. es kann mit einer beweglichen Sohle gerechnet werden. Weiter stehen für den Geschiebetransport ein Einkorn- sowie ein Mehrkornmodell zur Verfügung. Bei der Wahl des Mehrkornmodells (fraktionsweiser Geschiebetransport) wird zwischen einer aktiven Austauschschicht und einer erodierbaren Unterschicht unterschieden. Wenn mit dem Einkornmodell gerechnet wird, können diese zwei Schichten als gemeinsame Schicht betrachtet werden. Mit der Angabe über die Mächtigkeit der Unterschicht kann – über das ganze Gerinne oder auch für jeden Abschnitt einzeln – die verfügbare Geschiebemenge festgelegt werden.

Die Simulationsergebnisse stehen dem Modellanwendernden als Textdateien zur weiteren Analyse in frei wählbaren Zeitschritten für jeden Berechnungsknoten als Zeitreihe zur Verfügung. Im Weiteren können alle Längsprofile im Gerinnesystem zu jedem gespeicherten Zeitschritt ausgegeben werden. Das vereinfacht die Visualisierung der Simulationsergebnisse, insbesondere der Geschiebefracht und der Sohlhöhenentwicklung. Im letzten Zeitschritt werden Ergebnisse in Längenschnittdarstellung auch als plotfertige DXF Datei abgespeichert.

Die Entwicklung der aktuellen SETRAC Version wurde vom Österreichischen Wissenschaftsfonds FWF unterstützt (FWF Projekt L147 „Sediment routing model for steep torrent channels“).