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Hydrologie

Hydrologie Tests

Hydrologie Tests

104
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Kartei Details

Karten 104
Sprache Deutsch
Kategorie Naturkunde
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 21.01.2015 / 24.01.2021
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INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 3

Wasser, das als Niederschlag über einem EZG gefallen ist, kann dieses auf verschiedenen Wegen wieder verlassen. Als Wasserverluste werden diejenigen Prozesse bezeichnet, bei denen das Wasser dem EZG verloren geht. Welche der folgenden Begriffe bezeichnen Prozesse, die innerhalb des EZG zu Wasserverlusten führen?

  • Evapotranspiration
  • Interzeption
  • Muldenrückhalt

INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 4

In der Wasserbilanz spielt die Verdunstung eine entscheidende Rolle. Diese setzt sich aus zwei unterschiedlichen Prozessen zusammen: der Evaporation und der Transpiration, die zusammen als Evapotranspiration bezeichnet werden. Die potentielle Evapotranspiration (PET) ist die unter den momentanen Rahmenbedingungen (Temperatur, Sonnenstrahlung, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit) maximal mögliche Verdunstung – unter der Annahme, dass Wasser unbegrenzt zur Verfügung steht. Die tatsächliche, durch Wasserverfügbarkeit limitierte Verdunstung, wird als aktuelle Evapotranspiration (AET) bezeichnet. Welche der folgenden Aussagen treffen für die potentielle Evapotranspiration zu?

  • Die PET ist die Wassermenge, die das EZG durch Verdunstung verliert, wenn das im EZG vorhandene Wasser keinen limitierenden Faktor darstellt
  • Die PET hängt von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit ab

INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 5

Zur Abschätzung der PET stehen einerseits einfache, empirisch gewonnene Formeln, andererseits sehr komplexe, physikalisch abgeleitete Modellansätze zur Verfügung. Welche der folgenden Modellansätze zur Berechnung der Evapotranspiration benötigen nur einen Parameter als Dateninput?

THORNTHWAITE – Neben einigen empirischen Konstanten, die zumeist aus Tabellenwerten bestimmt werden, benötigt dieses Modell lediglich die mittlere monatliche Temperatur als Inputparameter.

INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 6

Mit einem Lysimeter kann für einen bestimmten Standort, die Evapotranspiration gemessen werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Evapotranspiration mithilfe von Modellen abzuschätzen. Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?

Das Verfahren nach PENMAN basiert auf der Kombination von Massentransfer und Energiebilanz – Aufgrund der Kombination von Massentransfer und Energiebilanz ist das Verfahren nach PENMAN ein sehr komplexes Modell zur Abschätzung der Evapotranspiration. Dementsprechend werden viele Inputdaten zur Anwendung benötigt, die nur selten komplett zur Verfügung stehen.

INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 7

Die Höhen der PET und AET sind insbesondere für die Landwirtschaft von grosser Bedeutung, da aus ihnen eine Information zum hydrologischen Defizit abgeleitet werden kann. Unter welchen Bedingungen entspricht die AET nicht der PET?

Wasserverfügbarkeit limitiert und sonst nichts

INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 8

Welche der folgenden Aussagen treffen für die aktuelle Evapotranspiration (AET) zu?

  • Über offenen Wasserflächen entspricht die AET der PET
  • Die AET ist sowohl von der vorhandenen Energie zur Evaporation, als auch von der verfügbaren Wassermenge abhängig
  • Bei trockenen Böden ist die AET kleiner als die PET

INTERZEPTION UND EVAPOTRANSPIRATION – 9

Für die Beantwortung wasserwirtschaftlicher Fragestellungen und das Management von Wasserressourcen benötigt man Informationen über die lokalen Gegebenheiten. Eine der Grundlagen stellt die jährliche Wasserbilanz eines EZG dar. Wie lautet die jährliche Wasserbilanz für ein EZG?

  • Niederschlag – Abfluss – Evapotranspiration = Speicheränderung
  • Evapotranspiration = Niederschlag – Abfluss – Speicheränderung
  • Bei Betrachtung grosser Zeiträume:
    Niederschlag – Abfluss – Evapotranspiration = 0

Bei Betrachtung der Wasserbilanz über einen längeren Zeitraum gehen wir davon aus, dass sich die Speicheränderung über die Zeit ausgleicht und somit vernachlässigbar ist

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 1

Mit der CN-Methode kann der Nettoniederschlag auch für heterogene EZG abgeschätzt werden. Welche der folgenden Aussagen über die CN-Methode treffen zu?

  • Der CN-Wert wird als Funktion der Bodencharakteristik und –nutzung berechnet
  • Mit der CN-Methode kann der Nettoniederschlag zu einem beliebigen Zeitpunkt eines Niederschlagsereignisses abgeschätzt werden – Hierzu muss jedoch der zeitliche Verlauf des Niederschlagsereignisses bekannt sein
  • Ein CN-Wert von > 90 lässt auf einen sehr undurchlässigen Untergrund schliessen – CN-Werte > 90 treten beispielsweise auf versiegelten Flächen innerhalb eines Siedlungsraumes auf

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 2

Oberflächenabfluss setzt nur unter bestimmtem Bedingungen ein und ist demnach abhängig von zahlreichen Faktoren. Welche der folgenden Faktoren begünstigen die Bildung von Oberflächenabfluss?

  • Starke Hangneigung
  • Hohe Niederschlagsintensität
  • Geringe Bodenmächtigkeit

Ein Boden mit geringer Mächtigkeit hat ein relativ geringes Porenvolumen und ist folglich schneller aufgesättigt

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 3

Bestimmen Sie mit Hilfe der Tabellen den CN-Wert dieses EZG für normale Vorfeuchtebedingungen (AMC II):

CNII = 0.8 * 71 + 0.15 * 91 + 0.05 * 100, weil 80 % Dauerwiese, 15% Ödland und 5 % Strasse im EZG und Bodentyp C, weil EZG vornehmlich aus sandigem Lehm

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 4

Die Infiltration kann mit Hilfe der physikalischen Prozessgleichungen nach RICHARDS bzw. PHILIP berechnet werden. Da diese physikalischen Gleichungen aufgrund der starken Heterogenität von Böden nur kleinräumig (Mikroskala) sinnvoll angewendet werden können, wurden konzeptionelle Modelle und Black-Box-Modelle entwickelt, um die für die Hydrologie interessante flächenhafte Infiltration abschätzen zu können. Welche der folgenden Aussagen ist zutreffend?

  • Die RICHARDS-Gleichung basiert auf Massen- und Impulserhaltung – Die RICHARDS-Gleichung wird durch die Kombination der Kontinuitätsgleichung und des Darcy-Gesetzes hergeleitet. Die Kontinuitätsgleichung beschreibt den Massenerhalt des Fluids, das Darcy-Gesetz bildet die Grundlage für das Strömungsverhalten des Fluids im porösen Medium
  • Die CN-Methode ist eine konzeptionelle Methode

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 5

Zur Beschreibung des Infiltrationsprozesses werden im Allgemeinen zwei konzeptionelle Modellvorstellungen herangezogen: der HORTON’sche und der DUNNE’sche Infiltrationsmechanismus. Welche Aussagen treffen auf den HORTON’schen Infiltrationsmechanismus zu?

  • HORTON beschreibt die Infiltration bei extremen Niederschlagsereignissen gut
  • Nach der HORTON’schen Modellvorstellung kommt der um die Infiltrationskapazität verringerte Niederschlag zum Oberflächenabfluss

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 6

Während eines Niederschlagsereignisses wurde in stündlichen Intervallen die Niederschlagsmenge gemessen und mittels ϕ-Index-Methode der Nettoniederschlag berechnet. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengefasst: Wie gross müsste c (c = 1 – α) gewählt werden, damit man für die gleichen Niederschlagsdaten mit der Prozentwertmethode den identischen totalen Nettoniederschlag (60 mm) erhält?

Aus 80 * (1 – (c/100) = 60 folgt, dass c = 25 % beträgt.

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 7

Neben der CN-Methode gibt es noch weitere konzeptionelle Methoden zur Bestimmung des Nettoniederschlags, wie z.B. die Prozentwert- oder ϕ-Index-Methode. Welche der folgenden Aussagen sind für die Prozentwert- und die ϕ-Index-Methode zutreffend?

  • Die Parameter α (Prozentwertmethode) und ϕ (ϕ-Index-Methode) sind empirische Parameter
  • Beide Methoden benötigen, im Gegensatz zur CN-Methode, keine Informationen über die Bodenbeschaffenheit des EZG
  • Der Parameter α kann während des Niederschlagsereignis einen konstanten Wert annehmen oder variieren

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 8

Die CN-Werte sind abhängig von der Bodenfeuchtigkeit und es existieren drei Vorfeuchteklassen, wobei AMC II „normalen“ Vorfeuchtebedingungen entspricht. Herrschen vor dem betrachteten Niederschlagsereignis sehr feuchte oder sehr trockene Bedingungen, muss der CN-Wert entsprechend korrigiert werden. Ein EZG weist aufgrund seiner Bodencharakteristika und Landnutzung einen CN-Wert von 83 für die AMC-Gruppe II auf. Welcher CN-Wert würde sich für dasselbe EZG während einer Vegetationsperiode ergeben, wenn 5 Tage vor dem betrachteten Ereignis 30 mm Niederschlag gefallen sind?

CNI = 83 / (2.3 – 0.013 * 83) = 68

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 9

Obwohl Infiltration in konzeptionellen Modellvorstellungen oft als Verlustprozess angesehen wird, muss dieses Wasser für das EZG nicht verloren sein. Das infiltrierte Wasser fliesst in der Regel entweder unterirdisch dem Vorfluter zu oder in den Grundwasserspeicher. Dieser Prozess wird als Perkolation bezeichnet. Welche Aussagen sind im Zusammenhang mit Infiltration zutreffend?

  • Bei starkem Niederschlag ist die Infiltrationsrate voraussichtlich maximal – Bei starken Niederschlagsereignissen übersteigt die Niederschlagsintensität die Infiltrationskapazität und es wird die maximal mögliche Menge an Wasser infiltriert
  • Infiltriertes Wasser kann nahe der Oberfläche entlang undurchlässiger Bodenschichten abfliessen – Dieser Prozess wird als Zwischenabfluss bezeichnet. Wasser, das so transportiert wird, kann auch wieder an der Bodenoberfläche exfiltrieren, sobald die wasserführende Schicht geringermächtig wird oder aufgesättigt ist
  • Infiltriertes Wasser, das durch die Kapillarkräfte gegen die Schwerkraft im Boden gespeichert wird, kann durch Evapotranspiration wieder in die Atmosphäre transportiert werden – Sobald die oberen Bodenkompartimente durch die Evapotranspiration ausgetrocknet werden, wird die Saugspannung (Kapillarkräfte) in diesen Schichten wieder ansteigen. Hierdurch können auch tiefere Bodenkompartimente entwässert werden, indem das gespeicherte Wasser durch die Kapillarkräfte nach oben transportiert (bzw. gesaugt) wird

INFILTRATION UND ABFLUSSGENERIERUNG – 10

Welche Aussagen treffen auf den DUNNE’schen Infiltrationsmechanismus zu?

  • DUNNE beschreibt die Abflussbildung als Prozess, bei dem die Bodenwassersättigung durch einen Anstieg der gesättigten Zone „von unten her“ stattfindet – Im Gegensatz zum Infiltrationsmodell nach HORTON erfolgt nach dem DUNNE’schen Mechanismus die Bodenwassersättigung „von unten“ durch den unterirdischen Abfluss
  • Der DUNNE’sche Modellansatz lässt sich insbesondere zur Berechnung der Infiltration in humiden Regionen mit hohem Grundwasserspiegel anwenden
  • Bei DUNNE wird die Annahme getroffen, dass nur durch den Niederschlagsanteil der auf bereits wassergesättigten Boden trifft Oberflächenabfluss generiert wird – Diese Annahme liegt dem Prinzip des Sättigungsflächenabflusses zugrunde
  • Mittels DUNNE lässt sich beschreiben, warum Gebiete nahe dem Fliessgewässer früher wassergesättigt sind als weiter entfernte

ABFLUSS – 1

Das hydrologische Jahrbuch ist eine wichtige Quelle für Abflussdaten. Welche Aussagen sind zutreffend?

  • Der höchste mittlere Tagesabfluss wurde am 3. Juni gemessen – Die angegeben Tagesabflüsse repräsentieren den Mittelwert der im Verlauf des entsprechenden Tages gemessen Abflüsse
  • Die Abflussspitze im Jahr 1999 beträgt 790 m3/s – Dieses Abflussvolumen entspricht dem höchsten Momentanwert, der in diesem Jahr gemessen wurde (Messtag: 12. Mai 1999)
  • Die Gesamtwassermenge, die an der Porte du Scex im Jahr 1999 abfloss, betrug 7.16 km3 – Gesamtvolumen = 365 Tage * 24 Stunden * 60 Minuten * 60 Sekunden * 227 m3/s = 7 158 672 000 m3 Wasser

ABFLUSS – 2

Das Gefälle ist ein bedeutendes EZG-Charakteristikum. Abflussart und –geschwindigkeit werden durch das Gefälle massgeblich beeinflusst, indem es die Energie bestimmt, die dem gravimetrischen Prozess zu Grunde liegt. Welche der folgenden Methoden dienen zur Bestimmung des Gefälles in einem Gebiet?

  • Verfahren der zufälligen Koordinaten
  • Quadratnetz-, bzw. Knotenpunkt-Verfahren

ABFLUSS – 3

Im hochgelegenen EZG kann auch in den Sommermonaten ein Teil des Niederschlags als Schnee fallen. Dies führt zu einer zeitlichen Verschiebung zwischen Niederschlag und Abfluss (Speichereffekt), da das Wasser zunächst als Schnee gespeichert wird und erst zu einem späteren Zeitpunkt (Schneeschmelze) in den Abfluss gelangt. Durch welche anthropogenen Einflüsse können ähnliche Verzögerungseffekte auftreten?

Wasserkraftnutzung – In einem Stausee wird Wasser gesammelt, um es bei Bedarf (verstärkt im Sommer) zur Energiegewinnung zu nutzen. Dadurch wird der natürliche Fliessprozess des Wassers unterbrochen. Niederschlagswasser gelangt auf diese Weise teilweise mit einer enormen zeitlichen Verzögerung zum Gebietsauslass (Pegel)

ABFLUSS – 4

Welche Merkmale weist die Jahresganglinie 1999 auf?

  • Wochen- und saisonalen Zyklus – Der Wochenzyklus wird durch den Kraftwerkbetrieb gesteuert. Am Wochenende herrscht ein geringerer Strombedarf als unter der Woche, was in der Abflussganglinie ersichtlich ist. Dieser Effekt ist im Sommer stärker ausgeprägt als im Winter, da im Sommer der Strombedarf höher ist
  • Saisonaler Zyklus mit Maximum in der Schmelzperiode – Diese Abflussganglinie kann als eindeutig nival geprägtes Regime bezeichnet werden

ABFLUSS – 5

Das Konzept der Restwassermenge ist in der Schweizer Gesetzgebung verankert. Welche Bedeutung hat der Q347?

  • Der Q347 stellt den Abflusswert dar, der an 347 Tagen im Jahr erreicht oder überschritten wird
  • Der Q347 ist ein Richtwert für die Festlegung von Restwassermengen
  • Der Q347 ist der Abflusswert, der nur an maximal 19 Tagen im Jahr nicht überschritten wird – Normalerweise an 18 tagen. Im Schaltjahr an 19 Tagen

ABFLUSS – 6

Es liegen zwei EZG A und B vor, die sich lediglich bezüglich der Vegetationsbedeckung voneinander unterscheiden. Während EZG A nur spärlich bewachsen ist, weist EZG B eine üppige Vegetation auf. Welche der folgenden Aussagen sind zutreffend?

EZG B weist, im Vergleich zu EZG A, eine grössere Interzeption und Infiltration auf. Zudem hat B einen kleineren maximalen Abfluss – Eine höhere Vegetationsdichte bedeutet auch einen grösseren Interzeptionsspeicher. Des Weiteren wird aufgrund der Durchwurzelung die Porosität des Bodens erhöht, woraus eine höhere Infiltrationskapazität resultiert.

ABFLUSS – 7

Der Abfluss wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Dazu gehören, neben den anthropogenen, auch klimatische und natürliche Einflussgrössen wie die Einzugsgebietscharakteristiken. Welche Begriffe bezeichnen Einzugsgebietscharakteristiken?

  • Vegetationsbedeckung
  • Geologie
  • Höhenlage
  • Bodenart
  • Topographie
  • Gewässernetzdichte

ABFLUSS – 8

Es gibt zwei grundlegende Ansätze den Abfluss zu definieren. Bei der Definition über die Ablussgenese werden verschiedene Abflussbildungsprozesse unterschieden. Welche Prozesse tragen nach dem Ansatz der Abflussgenese zum Abfluss bei?

  • Oberflächenabfluss
  • Grundwasserabfluss
  • Zwischenabfluss

ABFLUSS – 9

Welche Abflusskomponenten werden nach dem Ansatz der verschiedenen Speicher (Speicherkonzept) unterschieden?

  • Direktabfluss
  • Basisabfluss
  • Zwischenabfluss

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 1

Modelle sind nützliche Hilfsmittel, die innerhalb der Geo- und Umweltwissenschaften sehr oft zur Lösung von Problemstellungen eingesetzt werden. Welche der folgenden Aussagen ist mit dem Modell-Verständnis in den Geo- und Umweltwissenschaften vereinbar?

Modelle versuchen, die wesentlichen Prozesse von natürlichen Phänomenen zu erfassen und diese in ein berechenbares System zu bringen.

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 2

Niederschlags-Abfluss-Beziehungen können unter anderem durch sogenannte Black-Box-Modelle dargestellt werden. Black-Box-Modelle beinhalten eine Inputgrösse und eine Outputgrösse sowie eine sogenannte Black-Box, die den vermuteten Zusammenhang zwischen Input und Output repräsentiert. Die Systemkomponente kann als Funktion betrachtet werden, welche die Inputgrösse in die Outputgrösse überführt. Bei den Niederschlag-Abfluss-Modellen repräsentiert das Einzugsgebiet mit seinen hydrologisch relevanten Charakteristiken diese Systemkomponente. Welche Aussagen sind im Zusammenhang mit Black-Box-Modellen bei der Niederschlag-Abfluss-Modellierung zutreffend?

  • Die Inputkomponente wird durch den effektiven Niederschlag repräsentiert.

Dieser Niederschlag wird auch als abflusswirksamer Niederschlag bezeichnet

  • Durch die Systemkomponente wird vor allem der Fliessprozess des Oberflächenabflusses beschrieben.

Die Wassermenge des Oberflächenabflusses ist durch den effektiven Niederschlag gegeben

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 3

Die Prozesse, die den Fliessweg des Niederschlagswassers zum Abfluss bewirken, sind sehr komplex. Um sie dennoch mathematisch beschreiben zu können, werden vereinfachte Annahmen getroffen. Für die Simulation werden diverse Modelle eingesetzt, die sich je nach Aufbau hinsichtlich ihrer Komplexität und Genauigkeit unterscheiden. Eine Möglichkeit der Niederschlag-Abfluss-Modellierung ist die Anwendung von linearen Modellen. Welche vereinfachenden Annahmen werden bei der Anwendung eines linearen Niederschlag-Abfluss-Modells getroffen?

  • Prinzip der Superposition
  • Stationarität
  • Lineare Beziehung zwischen Niederschlagsmenge und Abflussmenge
  • Zeitinvarianz

Ein System heisst zeitinvariant, wenn auf ein zeitlich verzögertes Inputsignal ein entsprechend verzögertes Outputsignal folgt.

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 4

Bei der Niederschlag-Abfluss Transformation spielt die Einheitsganglinie eine wichtige Rolle. Welche der folgenden Aussagen sind für die Einheitsganglinie zutreffend?

  • Die Einheitsganglinie stellt eine Übertragungsfunktion dar

Die Einheitsganglinie ist eine Übertragungsfunktion der Ganglinie des Nettoniederschlags zum Abfluss am Gebietsauslass

  • Die Einheitsganglinie beschreibt die Systemantwort auf einen definierten Niederschlagsimpuls

Der definierte Input wird als Momentaneinheitsimpuls mit einem Einheitsvolumen verstanden

  • Der Einheitsganglinie liegen die Prinzipien der Linearität zugrunde

Linearität: Superposition & Proportionalität

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 5

Mit Hilfe der Impulsantwort (Einheitsganglinie) eines EZG kann ein gegebener Nettoniederschlag in eine Direktabflussganglinie transformiert werden. Was sollte bei der Auswahl der verwendeten Hochwasserereignisse bedacht werden, um eine möglichst gute Repräsentativität der Impulsantwort zu erreichen?

  • Es sollten möglichst getrennte (eingipflige) Ereignisse zur Berechnung verwendet werden
  • Mindestens 4 bis 5 Hochwasserganglinien sollten in die Berechnung eingehen

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 6

Verbindet man die Orte der Oberfläche eines EZG, von denen dort auftreffende Niederschlagstropfen dieselbe Fliesszeit bis zum Systemauslass (Abflusspegel) besitzen, erhält man Linien gleicher Abflusszeit. Wie werden diese Linien bezeichnet?

Isochronen

 

Isohyethen dagegen sind Linien gleicher Niederschlagshöhe. Sie werden bei der Isohyethen-Methode angewandt, um aus Punktniederschlagswerten den Gebietsniederschlag zu berechnen.

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 7

Das Isochronenverfahren ist eine Methode, um den effektiven Niederschlag in den Direktabfluss zu überführen. Für ein EZG A sind die Isochronen bekannt und in der Abbildung angegeben. Die Fläche zwischen den Isochronen beträgt A1 = 0.5 km2, A2 = 1.2 km2, A3 = 2.0 km2, A4 = 1.3 km2. Die „t Zeitintervalle“ betragen 10 min. Mit Hilfe dieser Angaben kann die Übertragungsfunktion des EZG ermittelt werden. Wie viele diskretisierte Zeitintervalle weist die per Isochronenmethode ermittelte Übertragungsfunktion auf?

4 Zeitintervalle

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 8

Angaben analog wie bei Frage 7. Die Intensitätskurve des Nettoniederschlags ist ebenfalls gegeben. Die Intensität ie ist in mm/h angegeben. Welches Abflussmaximum wird durch den gegebenen Event an Punkt D erreicht?

\(Q_{max}=i_1 * A_4 + i_2 * A_3 + i_3 * A_2 + i_4 * A_1 = 43.33 {m^2 \over s}\)

\(i_1 * A_4 = 20 {mm \over h} * {1 \over 3600} {h \over s} * {1 \over 1000} {m \over mm} * 1.3 km^2 * {1000^2 \over 1} {m^2 \over km^2}\)

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 9

Das NASH-Modell (lineare Speicherkaskade) beinhaltet eine Übertragungsfunktion, die an die Eigenschaften des EZG angepasst werden kann. Welche Aussagen treffen auf das NASH-Modell zu?

  • Der Ausfluss aus einem Speicher ist dem Zufluss des anschliessenden Speichers gleichzusetzen.

Dies ist das Prinzip der Serienschaltung der Einzellinearspeicher

  • Die Systemfunktion h(t) beschreibt das allmähliche Leerlaufen der Speicher
  • Die Form der Einheitsganglinie wird durch die mittlere Verweilzeit pro Speicher und die Anzahl der Speicher bestimmt

Einheitsganglinie = Übertragungsfunktion. Die Anzahl der Speicher n und die mittlere Verweilzeit bzw. Speicherkonstante k, stellen die Anpassungsparameter der Speicherkaskade dar.

NIEDERSCHLAG-ABFLUSS-TRANSFORMATION – 10

Mit Hilfe des NASH-Modells (lineare Speicherkaskade) kann eine für ein bestimmtes Einzugsgebiet gültige Übertragungsfunktion gefunden werden. Welche Kenngrösse dieser Übertragungsfunktion gibt Auskunft über die mittlere Verweildauer des Wassers im System?

Die Schwerpunktzeit tL – Die Schwerpunktzeit (auch: Laufzeit, Lag-Time) ist der Abstand des Schwerpunktes S0 vom Nullpunkt der Übertragungsfunktion (und entspricht damit dem ersten Moment M1). Sie entspricht der mittleren Verweildauer im System. Es gilt: tL = k * n = M1

HOCHWASSERFREQUENZANALYSE – 1

Das Laufzeitverfahren (rational method) ist ein einfacher Ansatz zur Hochwasserabschätzung im Bereich der Siedlungshydrologie sowie im Fall von kleinen EZG. Welche Aussagen treffen auf das Laufzeitverfahren zu?

  • Das Laufzeitverfahren zur Berechnung des Abflusses wird durch die folgende Gleichung repräsentiert: Q = C * A * i (Abfluss = Abflusskoeffizient * EZG-Fläche * Niederschlagsintensität)
  • Ein hundertjähriges Niederschlagsereignis führt zu einem hundertjährigen Abfluss – Annahme: Wiederkehrintervall des Abfluss ist dasselbe wie das des verursachenden Niederschlagsereignisses
  • Eine starke Vereinfachung des Laufzeitverfahrens ist die Annahme einer linearen Niederschlags-Abfluss-Transformation. In natürlichen EZG sind die Prozesse, die hauptsächlich zur Systemantwort beitragen, nicht linear.

HOCHWASSERFREQUENZANALYSE – 2

Um eine Frequenzanalyse der Extremereignisse zu realisieren, muss zuerst aus einer kontinuierlichen, korrelierten Abflussmessreihe eine unkorrelierte, diskrete Stichprobe der Extremwerte gewonnen werden. Welche Methoden stehen zur Verfügung, um aus einer kontinuierlichen Abflussmessreihe eine diskrete Stichprobe der Hochwassermaxima zu bestimmen?

  • Methode des Schwellenwertes
  • Methode der Maxima innerhalb eines definierten Zeitintervalls

HOCHWASSERFREQUENZANALYSE – 3

Nicht in jedem EZG werden genügend Daten erfasst, welche es erlauben statistische Analysen hydrologischer Variablen durchzuführen. Welches Verfahren kann angewendet werden, um eine Datengrundlage für ein nicht oder nicht ausreichend beobachtetes EZG zu generieren?

Regionalisierung

HOCHWASSERFREQUENZANALYSE – 4

Beim Bau von Hochwasserschutzmassnahmen ist das zu Grunde liegende Dimensionierungshochwasser (Bemessungswert) von entscheidender Bedeutung. Das Dimensionierungshochwasser legt fest, welche Wassermassen noch abfliessen können respektive welche zum Versagen des Systems führen. Welcher der untenstehenden Werte ist in vielen Ländern als Bemessungswert in Siedlungsgebieten gebräuchlich?

HQ 100

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