Was ist eine Einheitsganglinie?

Die Abflussantwort auf eine Einheitsschicht effektiven Niederschlags, der gleichmäßig über das Einzugsgebiet in einer gewählten Dauer fällt. Hier ein normiertes Dreieck: die Fläche unter u(t) ist eins.

Warum senkt die Infiltration den Scheitel so stark?

Schnellen Abfluss erzeugen nur die effektiven Niederschläge. Geht ein großer Teil des Starkregens in Anfangsverluste und Infiltration, ist der Eingang der Faltung kleiner und der Scheitel fällt.

Wie wirken Gebietsverzögerung und Fallast auf das Hochwasser?

Kurze Zeit bis zum Scheitel konzentriert den Abfluss und hebt Q_p. Ein langer Fallast streckt dasselbe Volumen in der Zeit und senkt und verzögert in der Regel das Maximum.

Ist das das CN-Verfahren (SCS)?

Nein. Die Verluste sind durch Anfangsrückhalt und konstante Infiltrationskapazität vorgegeben — man sieht sie im Hyetogramm. CN-Verfahren, Green-Ampt-Ansatz und räumlich verteilte Modelle sind ausführlicher.

Abflusshydrograph eines Einzugsgebiets

Niederschlagshyetogramm, Anfangsverluste, Infiltration, Faltung mit dreieckiger Einheitsganglinie, Scheitelabfluss und Zeit bis zum Scheitel.

Diagramme

Zum Modell

Der Abflusshydrograph am Auslass eines Einzugsgebiets entsteht aus dem Niederschlagshyetogramm. Der Regen wird in kurze Intervalle zerlegt: zuerst füllen sich die Anfangsverluste I_a, dann gehen bis f Δt in die Infiltration, der Rest wird effektiver Niederschlag P_e. Der Abfluss ist die Faltung dieser Überschüsse mit einer normierten dreieckigen Einheitsganglinie: Q(t) = A Σ P_e(τ)u(t−τ), wobei 1 mm auf 1 km² 1000 m³ ergibt und ∫u dt = 1. Die Zeit bis zum Scheitel der Einheitsganglinie setzt, wie schnell das Gebiet antwortet, das Verhältnis Fallast zu Anstieg den langen Schwanz. Ausgegeben werden Niederschlagssumme, effektiver Abfluss, Abflussbeiwert, Volumen, Scheitelabfluss Q_p und Zeit bis zum Scheitel. Räumlich verteilter Regen, Wellenablauf im Gerinne, Wiederauffüllung der Bodenfeuchte und das CN-Verfahren werden nicht modelliert.

Für wen: Hydrologie und Wasserwirtschaft: Hyetogramm, Verluste, Einheitsganglinie, Hochwasserscheitel.

Wichtige Begriffe

abflusshydrograph
hyetogramm
einheitsganglinie
effektiver niederschlag
anfangsverluste
infiltration
scheitelabfluss
zeit bis zum scheitel

So funktioniert es

Das Hyetogramm wird in Intervalle zerlegt: zuerst I_a, dann Verluste fΔt, der Rest ist effektiver Niederschlag P_e. Abfluss am Auslass: Q(t) = A Σ P_e(τ)u(t−τ), wobei u(t) die normierte dreieckige Einheitsganglinie ist. Vergleichen Sie Abflussvolumen, Q_p, Zeit bis zum Scheitel und die Schwerpunktlaufzeit.

Wichtige Gleichungen

P_e(t) = max[0, P(t) − I_a − f Δt]

Q(t) = A · Σ P_e(τ) u(t−τ), ∫u(t)dt = 1

Häufige Fragen

Was ist eine Einheitsganglinie?: Die Abflussantwort auf eine Einheitsschicht effektiven Niederschlags, der gleichmäßig über das Einzugsgebiet in einer gewählten Dauer fällt. Hier ein normiertes Dreieck: die Fläche unter u(t) ist eins.
Warum senkt die Infiltration den Scheitel so stark?: Schnellen Abfluss erzeugen nur die effektiven Niederschläge. Geht ein großer Teil des Starkregens in Anfangsverluste und Infiltration, ist der Eingang der Faltung kleiner und der Scheitel fällt.
Wie wirken Gebietsverzögerung und Fallast auf das Hochwasser?: Kurze Zeit bis zum Scheitel konzentriert den Abfluss und hebt Q_p. Ein langer Fallast streckt dasselbe Volumen in der Zeit und senkt und verzögert in der Regel das Maximum.
Ist das das CN-Verfahren (SCS)?: Nein. Die Verluste sind durch Anfangsrückhalt und konstante Infiltrationskapazität vorgegeben — man sieht sie im Hyetogramm. CN-Verfahren, Green-Ampt-Ansatz und räumlich verteilte Modelle sind ausführlicher.

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