Evaluation des zweidimensionalen hydrodynamisch-numerischen Modells BASEMENT im Vergleich zu Hydro_AS-2D

In der vorliegenden Masterthesis wird das, an der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hy-drologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich entwickelte, frei verfügbare Software-Modellpaket BASEMENT mit dem etablierten kommerziellen Programm Hydro_AS-2D hinsichtlich der Eignung für das Hochwasserrisikomanagement verglichen. Dabei werden auch die zugehörigen Preprocessing-Werkzeuge miteinbezogen. Der Vergleich beinhaltet einen theoretischen Teil, in dem die numerischen Verfahren gegenübergestellt werden, eine Anwendung auf ein reales Fallbeispiel zur Ermittlung von Überschwemmungsflächen sowie eine Durchführung von Test Cases aus der Literatur. Des Weiteren werden Aspekte der generellen praktischen Anwendbarkeit behandelt. Für das Fallbeispiel wurden umfassende Daten sowie ein bestehendes Hydro_AS-2D-Modell zur Verfügung gestellt, auf dessen Grundlage ein BASEMENT-Modell erstellt wurde. Aus dem Vergleich geht hervor, dass hinsichtlich der eingesetzten numerischen Verfahren beide Programme, von kleineren Abweichungen abgesehen, recht nah beieinander liegen. Bezüglich der Anwendung auf das reale Fallbeispiel sowie die generelle Eignung für das Hochwasserrisikomanagement bestehen derzeit in BASEMENT noch Defizite hinsichtlich der Netzerstellung sowie bei der Abbildung von Bauwerken im Modell. Die Auswertung der Test-Cases zeigt, dass BASEMENT hier, bezogen auf eine Referenzlösung nach Toro (2001), genauere Ergebnisse produziert als Hydro_AS-2D.

In the present work the freely available numerical modelling software BASEMENT, de-veloped at the Laboratory of Hydraulics, Hydrology and Glaciology (VAW) of the ETH Zürich, is compared to the established commercial software Hydro_AS-2D. The focus of the comparison is on the software‘s applicability for flood risk management. The corres-ponding preprocesing-tools are also taken into account. The comparison includes a the-oretical part contrasting the applied numerical methods, a real case study concerning flood mapping generation and the execution of two common test cases. Furthermore, aspects of general practical usability of the software are considered. Comprehensive data including an already existing Hydro_AS-2D-model was provided as a basis for setting up the BASEMENT-model. The comparison shows that differences concerning the numerical methods are relatively small. Regarding the real case study as well as the general applicability for flood risk management there are some deficiencies, especially in terms of grid generation and modelling structures in BASEMENT. The evaluation of the test cases indicates that the BASEMENT results are more accurate in relation to a reference solution by Toro (2001).