Floodplain flows: Interaction Flow - Vegetation

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jochen Aberle
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 47652897

Das Ziel des vorliegenden Forschungsantrags ist die Untersuchung der komplexen Interaktion zwischen Strömung und Vegetation. Das verbesserte Verständnis dieser Prozesse stellt die Grundlage für die Entwicklung wissenschaftlicher Ansätze dar, die zur nachhaltigen Vorlandbewirtschaftung im Einklang mit Hochwasserschutz und Ökologie benötigt werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden hierzu theoretisches Wissen und experimentelle und numerische Untersuchungen kombiniert. Experimentelle Untersuchungen mit durch- und überströmtem Bewuchs bilden die Grundlage zur Untersuchung der Strömungsdynamik auf vegetationsbestandenen Vorländern. Das komplexe Strömungsfeld wird mit dem theoretisch fundierten Ansatz der zeitlich und räumlich (doppelt) gemittelten Navier- Stokes Gleichungen analysiert. Diese Gleichungen beinhalten Terme, welche die räumliche Heterogenität der Strömung explizit berücksichtigen und die es somit erlauben, die Variabilität des Strömungsfeldes mit Vegetationsparametern zu verknüpfen. Hierzu wird die Dynamik flexibler Vegetation in Abhängigkeit vom turbulenten Strömungsfeld untersucht. Zudem werden in Abhängigkeit der räumlichen und turbulenten Strömungsparameter Beziehungen zur Bestimmung der (direkt gemessenen) Widerstandskräfte flexibler und starrer Pflanzelemente parametrisiert. Diese Vorgehensweise erlaubt es, den Beitrag von Sohlen- und Pflanzenwiderstand zum Gesamtfließwiderstand zu quantifizieren. Der aufgenommene einzigartige Datensatz wird zu Weiterentwicklung numerischer Modelle und praktischer Berechnungsansätze herangezogen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Andreas Dittrich