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22.06.2018 :: English :: Druckversion
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Überflutungsmodellierung/Run-Up Modellierung

Unter Run-Up versteht man das Einlaufen einer Tsunami-Welle in die oft sehr flachen Küstengewässer und das Landesinnere. Dabei kann die Welle wesentlichen Änderungen unterliegen, sie steilt sich zum Beispiel um ein Vielfaches ihrer Höhe im offenen Ozean auf oder bricht, wobei die Wassermassen anschließend als Bore weiterlaufen. Die Beschaffenheit des Küstengebietes spielt hier eine wichtige Rolle. Diese Wellentransformationen bestimmen, mit welcher Geschwindigkeit und bis zu welcher Höhenlinie das Wasser in das Land vordringt. Dies ist von großer Bedeutung für die Planung von Schutzmaßnahmen wie der Evakuierung der Bevölkerung.

Einige Phänomene können nicht mit den erwähnten Flachwassergleichungen der offenen Ozean-Modellierung mathematisch beschrieben werden. Um zum Beispiel das Aufspalten der Welle in Wellen unterschiedlicher Frequenzen oder die Entstehung einer wellenförmigen Bore zu erfassen, werden daher die sogenannten Boussinesq-Gleichungen benutzt. Sie beinhalten im Vergleich zu den nicht-linearen Flachwassergleichungen zusätzliche Terme gleicher oder höherer Ordnung (siehe als Beispiel das Modellergebnis einer Test-Simulation in der Abbildung unten). Diese Simualtionsart ist sehr rechenintensiv, da eine hohe räumliche Auflösung (in der Größenordnung von 10m oder weniger) zur Abbildung der Küstenbeschaffenheit, der Topographie und des Tsunami-Signals erforderlich sind. Demzufolge wurden von den GITEWS Projektteilnehmern am Forschungszentrum Geesthacht und am DHI Wasser & Umwelt Strategien entwickelt, mit den Modellsystemen MIKE 21 HD und MIKE 21 BW ausgesuchte Küstengebiete intensiv zu untersuchen. Untersucht wurden solche Gebiete mit hoher Vulnerabilität, typischer Küstengeometrien, großen Wassertiefen und steilen Bodenneigungen. Hierbei finden auch die Szenarien des Ozeanmodells TsunAWI des AWI Anwendung.

Die Szenarien-Ergebnisse selbst werden zu Gefährdungskarten zusammengefasst. In Kombination mit Daten zu Besiedlungsdichte, Bausubstanz und Straßenführung dienen sie als Grundlage für Evakuierungskarten, die sichere Zonen und Evakuierungsrouten ausweisen.

Modellergebnis einer Testsimulation