Das Projekt "Untersuchung von Prognosefähigkeit von mehrdimensionalen Feststofftransportmodellen an spezifischen Fragestellungen aus dem Flussbau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Bei den durch die BAW durchgeführten Untersuchungen zur Wirkungsweise flussbaulicher Maßnahmen muss zunehmend die morphodynamische Flussentwicklung einbezogen werden. Darüber hinaus ist eine räumliche Betrachtung der Phänomene in vielen Fällen auf Grund des komplexen Zusammenspiels zwischen Hydrodynamik und Morphodynamik unabdingbar. Gegenüber hydraulischen Modellen mit beweglicher Sohle bieten mehrdimensionale numerische Feststofftransportmodelle (FT-Modelle) den Vorteil eines geringeren Aufwandes. Mehrdimensionale FT-Modelle, welche zur Lösung von instationären großskaligen Problemen benutzt werden können, haben heute bereits einen beachtlichen Entwicklungsstand erreicht. Allerdings setzt eine erfolgreiche Anwendung dieser Verfahren ein grundlegendes Verständnis der physikalischen Phänomene sowie große Erfahrung auf dem Gebiet der numerischen Modellierung voraus. Dies ist bedingt durch die Vielfalt und enorme Komplexität der morphodynamischen Phänomene (insbesondere durch die Rückkopplungsprozesse zwischen Strömung und sich umlagernder Sohle) und durch deren phänomenspezifische Beschreibung mittels semi-empirischer Gleichungen. Zur numerischen Abbildung der physikalischen Prozesse sind strukturelle Vereinfachungen unumgänglich. Während die Überprüfung von rein hydrodynamischen Modellsystemen an bekannten analytischen Lösungen durchgeführt werden kann, fehlen diese für komplexere morphodynamische Prozesse. Die Zuverlässigkeit dieser Modellklasse ist daher an die Verifikation und Validierung durch Fallstudien und an die Erfahrung des Programmentwicklers gebunden. Verifikation, Validierung und Kalibrierung der Modelle müssen daher sehr sorgfältig und ausführlich durchgeführt werden. Für die BAW ist der Nachweis der Anwendbarkeit und der Grenzen für die praxisrelevanten Fragestellungen zu erbringen. Zentral ist dabei die Frage, mit welcher Sicherheit FT-Modelle bei welchen Fragestellungen zur Prognose von Sohlentwicklungen eingesetzt werden können. Ziel des Projektes ist es, die Eignung numerischer FT-Modelle zur Abbildung grundlegender morphologischer Prozesse anhand von Messungen aus Labormodellen zu beurteilen. Als Ergebnis werden Weiterentwicklungspotenziale sowie eine beschleunigte Einführung der mehrdimensionalen FT-Modelle im Rahmen der Projektarbeit erwartet. Dafür werden folgenden Untersuchungsschwerpunkte verfolgt: - Untersuchungen an Labormodellen mit beweglicher Sohle für die Herstellung von geeigneten Messdatensätzen zur Standard-Verifikation von FT-Modellen. - Verifikation bestehender FT-Modelle anhand geeigneter Messdatensätze. Ziel ist es, die Anwendbarkeit und Grenzen der Modelle aufzuzeigen. Dazu gehört auch die Einschätzung der erreichten Genauigkeit mit Methoden der Wahrscheinlichkeitsrechnung. - Weiterentwicklung bestehender FT-Modelle in Zusammenarbeit mit Universitäten. Die Mängel sollen entsprechend ihrer Projektrelevanz behoben werden.