Hydraulische Modelle

Hydraulisches 1D-Modell der Emscher von Dortmund-Deusen bis zur Mündung

Hydrotec hat in den Jahren 1998 bis 2001 ein aktualisiertes hydraulisches Modell für den Emscherhauptlauf aufgestellt (Abschnitt Emscher 1), das die Emscher von Station 57,604 in Dortmund-Deusen (Kläranlage Dortmund-Deusen, unterhalb der Aalbachmündung) bis zur Mündung in den Rhein umfasst. Detaillierte Angaben zu Datengrundlagen, Berechnungsparametern, Kalibrierung und Ergebnissen der hydraulischen Berechnung sind dem Bericht „Aktualisierung des hydraulischen Gewässermodells Emscher“ (Hydrotec, 2001b) zu entnehmen.

Die hydraulischen Daten liegen in einer Jabron6-Datenbank vor. Die Wasserspiegellagen wurden auf Grundlage der aus der Pegelstatistik (EMSCHERGENOSSENSCHAFT, 1993) stammenden Abflusswerte berechnet. Für die hier verwendeten Berechnungen HW100 und HW200 wurden die Ergebnisse aus der genannten Studie verwendet. Die hydraulischen Längsschnitte befinden sich in der Anlage "Hydraulischer Längsschnitt DO-Deusen bis Mündung: HW100 und HW200"

Zur Ermittlung und Berechnung des Extremereignisses (vgl.voriges Kapitel), die Längsschnitte befinden sich in der Anlage "Hydraulischer Längsschnitt DO-Deusen bis Mündung: Extremereignis"

Hydraulische 1D-Modelle oberhalb von Dortmund-Deusen

Oberhalb von Dortmund-Deusen und anschließend an das hydraulische Modell von Hydrotec existieren verschiedene hydraulische Modelle aus den 90er Jahren, die wahrscheinlich den Ist-Zustand des Gewässers abbilden. Alle Modelle wurden vom Ing.-Büro Fischer, Erftstadt, aufgestellt. Die vorhandenen hydraulischen Berechnungen wurden nicht mit Abflüssen entsprechend der Pegelstatistik der Emscher (EMSCHERGENOSSENSCHAFT, 1993) durchgeführt, so dass neue Berechnungen notwendig wurden.

Die hydraulischen Längsschnitte sind der Anlage "Hydraulische Längsschnitte oberhalb DO-Deusen: HW100" zu entnehmen.

Folgende hydraulische Modelle wurden im Zuge der Überarbeitung des HWAP Emscher überarbeitet:

Emscher: Station 57,498 –67,530 (Bahnbrücke in Dortmund-Hörde bis Kläranlage Dortmund-Deusen)
Daten: JABRON6-Datenbank (Datei emist6.mdb)
vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse aus N-A-Modell Kläranlage Dortmund-Nord (jetzt Dortmund-Deusen) (entsprechen nicht den Werten der Pegelstatistik von 1993) mit Jährlichkeiten HW1, HW2, HW5, HW10, HW25 und HW50

Oberlauf der Emscher: Station 2,220 – 3,301 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 2,130 – 3,391) (Dortmund-Schüren, Brücke Nagelpötchen bis oberhalb Krupp-Hoesch-Gelände)
Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: profil1a.wsp)
vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen

Oberlauf der Emscher: Station 3,301 – 4,850 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 3,402 – 4,850) (Dortmund-Aplerbeck, Brücke Rodenbergstraße bis Dortmund-Schüren, Brücke Nagelpötchen)
Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: profil2a.wsp)
vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen

Oberlauf der Emscher: Station 4,850 – 6,002 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 4,850 – 5,571) (Dortmund-Aplerbeck, Brücke Gosekamp bis Dortmund-Aplerbeck, Brücke Rodenbergstraße)
Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: profil3.wsp)
vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen

Oberlauf der Emscher: Station 6,003 – 7,755 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 6,003 – 7,755) (Dortmund-Sölde, Brücke Sölder Straße bis Dortmund-Aplerbeck, Brücke Gosekamp)
Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: emschII.wsp)
vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen

Verwendete Abflüsse

Bis zum Pegel Dortmund-Dorstfeld liegen Daten aus der Pegelstatistik von 1993 (Emschergenossenschaft, 1993) vor, oberhalb des Pegels wurden die Abflüsse abgeschätzt. Die beiden oberhalb des Pegels Dortmund-Dorstfeld liegenden Pegel im Oberlauf der Emscher bei Station 2,5 und Station 5,9 wurden im N-A-Modell des Einzugsgebietes der Kläranlage Dortmund-Nord (jetzt DO-Deusen) (EMSCHERGENOSSENSCHAFT, 1998a) berücksichtigt und gehen so auch in den HWAP Emscher ein.

Abschnitt Emscher 2: Die Abflüsse wurden aus den folgenden Informationen abgeleitet:

  • Abflüsse für HQ100 aus der Pegelstatistik (EMSCHERGENOSSENSCHAFT, 1993) für den Abschnitt Einmündung Nettebach bis Pegel Dortmund-Dorstfeld,

  • Staffelung der Abflüsse aus der Wasserspiegellagenberechnung HW50 des Ing.-Büros Fischer entsprechend dem Niederschlag-Abfluss-Modell des Einzugsgebietes der Kläranlage Dortmund-Nord (EMSCHERGENOSSENSCHAFT, 1998a).

Verglichen wurden der bekannte Wert am Pegel Dortmund-Dorstfeld für HQ100 mit 111 m³/s mit dem an dieser Stelle angesetzten Wert vom Büro Fischer für das HQ50 mit 76,05 m³/s. Der Wert für HQ100 liegt somit um den Faktor 1,46 höher. Die vom Büro Fischer verwendeten Abflüsse für HQ50 oberhalb des Pegels Dortmund-Dorstfeld wurden zur Ermittlung der HQ100-Abflüsse ebenfalls mit dem Faktor 1,46 multipliziert. Daraus ergaben sich die in der folgenden Tabelle aufgeführten Abflusswerte:

Profilnummer Station Abfluss HQ50 aus Hydraulik Ing.-Büro Fischer Abfluss HW100 Bemerkung

5749782

57,498

98,42

130,00

5775009

57,750

89,26

122,00

5805651

58,056

70,71

112,00

Abflüsse aus

5820933

58,209

70,66

112,00

Pegelstatistik

5845000

58,450

70,50

112,00

5904110

59,041

70,82

112,00

6042100

60,421

71,49

111,00

6097800

60,978

70,89

111,00

6209700

62,097

76,05

111,00

6285197

62,852

38,52

56,22

6350000

63,500

37,84

55,23

Abflüsse

6444100

64,441

40,67

59,36

abgeschätzt:

6538890

65,389

32,74

47,79

Multiplikation

6597487

65,975

23,09

33,70

mit Faktor 1,46

6695500

66,955

23,19

33,85

6753000

67,530

34,60

50,50

Ermittlung der Abflüsse für das HW100 für den Abschnitt Emscher 2 (km 57,498 – km 67,530)

Abschnitt Oberlauf der Emscher 1 bis 4: Diese im WSPLWA-Format vorliegenden Profile wurden in das JABRON6-Format konvertiert. Zur Bestimmung der Abflüsse HQ100 wurde wie für Abschnitt Emscher 2 beschrieben verfahren.

Profil-
nummer
IB Fischer
Station Zufluss/Bauwerk Abfluss HQ50 aus Hydraulik IB Fischer Abfluss HW100 Bemerkung

2220

2,220

DO, Brücke B 236n

26,50

38,68

2473

2,473

DO, uh. Brücke Adelenstraße (B 236)

25,80

37,66

3097

3,097

DO, uh. Brücke am Kommunalfriedhof

25,70

37,51

3391

3,391

DO, uh. Brücke Nagelpötchen (Schüren)

24,40

35,61

Abflüsse

3877

3,877

DO, oh. Brücke Lindstraße

24,30

35,47

abgeschätzt:

4291

4,291

DO, Fabrikgelände Ringofenstraße

20,30

29,63

Multiplikation

-

4,740

DO, oh. Brücke Rodenbergstraße (Aplerbeck)

20,80

30,36

mit Faktor 1,46

-

5,070

DO, oh. Brücke Wittbräucker Straße (Aplerbeck)

18,80

27,44

-

5,568

DO, oh. Brücke Schweizer Allee (Aplerbeck)

13,90

20,29

-

6,046

DO, oh. Brücke Gosekamp (Aplerbeck)

15,70

22,92

-

6,414

DO, Unter dem Kirchweg (Aplerbeck)

11,50

16,79

-

7,131

DO, Schule (Sölde)

13,20

19,27

-

7,654

DO, oh. Brücke Am Kapellenufer (Sölde)

8,30

12,11

7755

7,755

DO, oh. Brücke Am Kapellenufer (Sölde)

7,20

10,51

Ermittlung der Abflüsse für das HW100 für die Abschnitte Oberlauf der Emscher 1 bis 4 (km 2,220 – km 7,755)

Georeferenzierung (Lagebestimmung) der Profile

Die Profile für die Abschnitte Emscher 2 und Oberlauf der Emscher 1 bis 4 lagen nicht georeferenziert vor. Die Lagebestimmung der Profile wurde wie folgt durchgeführt:

  • Abschnitt Emscher 2: Die Lage der Profile wurde auf Grundlage der Stationierung der EMSCHERGENOSSENSCHAFT festgelegt.
  • Abschnitt Oberlauf der Emscher 1 bis 4: Die Stationierung wurde aus einer Übersichtskarte der Studie "Niederschlag-Abfluss-Modell des Einzugsgebietes der Kläranlage Dortmund-Nord" übernommen. Auf dieser Grundlage und Hinweisen aus den Profildaten zu Bauwerken oder anderen markanten Punkten (z. B. Hoeschwerke) konnte die Lage der Profile festgelegt werden.