Comprehensive measurements of bedload sediment transport through a section of the Danube River, located approximately 70km downstream from Bratislava, Slovakia, are used to assess the accuracy of bedload formulae implemented in 1D modelling. Depending on water discharge and water level, significant variations in the distribution of bedload across the section were observed. It appeared that, whatever the water discharge, the bed shear stress τ is always close to the estimated critical bed shear stress for the initiation of sediment transport τ cr . The discussion focusses on the methods used in 1D models for estimating bedload transport. Though usually done, the evaluation of bedload transport using the mean cross-sectional bed shear stress yields unsatisfactory results. It is necessary to use an additional model to distribute the bed shear stress across the section and calculate bedload locally. Bedload predictors also need to be accurate for τ close to τ cr . From that point of view, bedload formulae based on an exponential decrease of bedload transport close to τ cr appear to be more appropriate than models based on excess bed shear stress. A discussion on the bedload formula capability to reproduce grain sorting is also provided.
ZusammenfassungNumerische Modelle stellen ein wichtiges Werkzeug zur Analyse und Bewertung von Gewässerprozessen sowie von flussbaulichen Maßnahmen dar. In den beiden Projekten DREAM SK-AT (Interreg V‑A Slowakei – Österreich) und SEDDON II (Interreg V‑A Österreich – Ungarn) wurden Nutzungsansprüche bezüglich Wasserkraft, Hochwasser, Schifffahrt, Ökologie und Trinkwasser analysiert und anschließend mittels numerischer Modelle unter Zuhilfenahme von Feldmessungen und physikalischen Experimenten in Österreich, Slowakei und Ungarn untersucht. In dieser Studie wurden an der Donau in Österreich und in der österreichisch-slowakischen Grenzstrecke beispielhaft morphologische Eigenschaften, Geschiebemanagementmaßnahmen (Buhnen, Geschiebezugabe) sowie eine verbesserte Rauigkeitsermittlung aus Luftbildaufnahmen untersucht. Unterschiede zwischen der frei fließenden Strecke östlich von Wien und der vom Rückstau des Kraftwerks Gabčíkovo beeinflussten Strecke wurden numerisch bezüglich Geschiebetransport und Morphodynamik gefunden. Buhnen wurden als wichtige Stellschraube für die Erreichung eines morphologischen Gleichgewichts anhand einer nachträglichen Bewertung von früheren Pilotmaßnahmen und anhand weiterer Szenarioanalysen identifiziert. Die erste Modellierung einer Geschiebezugabe im numerischen Sedimenttransportmodell sowie die Rauigkeitsermittlung mittels Luftbildern für die Präzisierung von hydrodynamischen Modellen in Seitenarmen wurden erfolgreich getestet. Die Ergebnisse und die angewendeten numerischen Werkzeuge aus dieser Studie stellen eine wichtige Grundlage für die Planung und Bewertung künftiger flussbaulicher Maßnahmen, vor allem in Hinblick auf die Anpassung an den Klimawandel sowie die Verbesserung der Biodiversität dar.
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