Kalibrierung des Alarmmodells für den Rhein anhand des Markierversuches 04/89 Village Neuf - Niederlande

Marz 1991

Kalibrierung des Alarmmodells

für den Rhein anhand des

Markierversuches 04/89

Village Neuf - Niederlande

Ir. A. van Mazijk / Ir. P. Verwoerdt / J. v. Mierio

y ^ / / 7 / / \ \ . \".|. \ -\ \-l-^ c . ' ^ < . ^-4_i + + + + + •.••»• + Rapp CT 6&W 9 1 - 0 3

T U Delft

Technische Universitat Delft

R i j k s w a t e r s t a a t

S t a a t l i c h e s A m t fUr i n t e g r a l e V e r w a l t u n g d e r B i n n e n g e w a s s e r u n d A b w a s s e r r e i n i g u n g R I Z A

A . L A J F t M M O D E ] l . ] L . S E Ü I ^ D E I S T R . H E X N

A.I«ÏHA.1>ÏD D E S l - I A J t l C X E R - X r E R - S U C r M E S O 4 / 8 9

^ ; ^ X X l L . A . < S E ISTEXJE — l S r X E E : > E i ^ X . A . l v r D E

r

;

4 A ^

ir. A. van Mazijk ir. P. Verwoerdt J. V. Mierio Marz, 1991

Seite VORWORT

1. EINLEITUNG 1 2. BESCHREIBUNG DES BETRACHTETEN RHEINABSCHNITTES 3

3. DATEN

3 • 1 Hydrologische Daten

3.1.1 Allgemein 5 3.1.2 AbfluB zum Zeitpunkt des Konzentrationsmaxiitiums 7

3.1.3 AbfluB für die Kalibrierung 9 3.2 Konzentrationsdaten und Verlustrate 11 3.3 Ergebnisse des Parameterschatzungsmodells SAME 15

4. KALIBRIERUNG

4.1 Kalibrierungsverfahren 17

4.2 Ergebnisse 20 5. SCHLUSSFOLGERUNGEN UND EMPFEHLUNGEN 47

ANLAGEN

I. Schematisierung der Versuchsstrecke im Rheinalarmmodell

1.1 Abschnittseinteilung des Rheines und seiner i Nebenflüsse

1.2 Strukturierungsschema der FluBlaufe für das ii Rheinalarmmodell mit MeBstellen (Beobachtungspunkte)

1.3 Unterverteilung der FluBabschnitte in iv Teilabschnitte

II. Hydrologische Daten v III. KonzentrationsmeBreihen der Beobachtungspunkte ix

IV. Anleitung zum Kalibrierungsverfahren xxxvii

LITERATURVERZEICHNIS xli

lm Rahmen der IKSR/KHR-Zusammenarbeit wurde innerhalb des Projektes RAP*CALAMOD des Rijkswaterstaatdienstes RIZA ein Alarmmodell für den Rhein entwickelt. Zur Kalibrierung und Verifikation dieses Modells wurden verschiedene Markierversuche durchgeführt. Mit der Kalibrie-rung und Verifikation wurde die Universitat Delft, Fachgruppe Gesundheitstechnik & Gewasserbewirtschaftung vom Rijkswaterstaat beauftragt. Die Durchführung f and in enger Zusammenarbeit mit dem Institut für Physische Geographie, Lehrstuhl für Hydrologie, der Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg statt.

Für die Kalibrierung anhand des Markierversuches 04/89 VillageNeuf -Niederlande, die August/September 1990 erfolgte, wurde eine vorlaufi-ge Version 2.0 des Rheinalarmmodells benutzt.

Bei der feigenden Überprüfung der Kalibrierungsergebnisse mit der im Februar/Marz 1991 ausgelieferten Modellversion zeigten sich nur sehr kleine Abweichungen, sodaB auf eine weitere Kalibrierung verzichtet wurde.

1. EINLEITUNG

Zur Kalibrierung des Alarmmodells für den Rhein Version 2.0 sind mehrere Markierversuche durchgeführt worden. In diesem Bericht wird die Kalibrierung des Modells anhand des Markierversuches 04/89 beschrieben.

Bei dem Versuch wurden 142 kg des fluoreszierenden Farbstoffes Rhodamin WT in den Rheinseitenkanal bei Village-Neuf, FluBkilometer 174.1, eingespeist. Die Strecke vom Einspeisepunkt bis nach Plitters-dorf, FluBkilometer 340.3, wurde im Auftrag der Bundesanstalt für Gewasserkunde, Koblenz (BfG) vom Institut für Physische Geographie, Lehrstuhl für Hydrologie der Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg untersucht. Ab Plittersdorf bis zur deutsch-niederlandischen Grenze wurde die Konzentrationsdurchgange des Markierstoffes an mehreren MeBstellen von der BfG in Zusammenarbeit mit verschiedenen Institu-tionen gemessen. In den niederlandischen Rheinzweigen war der Rijkswaterstaat, Staatliches Amt für integrale Verwaltung der Binnengewasser und Abwasserreinigung RIZA verantwortlich für die Messungen.

Die Kalibrierung bezieht sich auf zwei Parameter:

* den 'Stillwasserzonenparameter' B, der den EinfluB der Stillwasser-zonen auf die Stofftransportgeschwindigkeit (c) , bzw. die Laufzeit einer Verunreinigungswelle darstellt, und somit die Ankunftszeit dieser Verunreinigung mitbestimmt;

* den Proportionalitatskoeffizienten a aus der im Modell benutzten

Formel für den Dispersionskoeffizienten (Dg).

Die Kalibrierung unterscheidet zwei Phasen:

* eine erste Abschatzung der a- und B-Werte aufgrund der mit dem Parameterschatzungsmodell SAME (=Stoffausbreitungsmodell FlieB-gewasser) ausgewerteten Stofftransportgeschwindigkeiten (c) und Dispersionskoeffizienten (Dg) pro Teilabschnitt, und

* eine nahere Bestimmung der a- und B-Werte durch Vergleich von

gemessenen und berechneten Konzentrationsverlaufen mit dem Rhein-Alarmmodell, Version 2.0.

Die Auswertung der Stofftransportgeschwindigkeiten (c) und Disper-sionskoef f izienten (Dg) pro Teilstrecke mit dem

Parameterschatzungs-modell SAMF, aufgrund der gemessenen Markierstoffdurchgange an aufeinander folgenden KonzentrationsmeBstellen, wurde vom Institut für Physische Geographie, Lehrstuhl für Hydrologie, der Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg, im Auftrag der BfG durchgeführt.

Die Auswertung der a- und 6-Parameter übernahm, in enger Zusammenar-beit mit der Albert-Ludwigs-Universitat Freiburg, die Technische Universitat Delft, Fakultat für Zivile Technik, Fachgruppe Gesund-heitstechnik & Gewasserbewirtschaftung im Auftrag des Rijkswater-staat, Staatliches Amt für integrale Verwaltung der Binnengewasser und Abwasserreinigung RIZA.

2. BESCHREIBUNG DES BETRACHTETEN RHEINABSCHNITTES

Beim Markierversuch vom 26. April 1989, wurden um 8.00 Uhr bei Rhein-kilometer 174.1, eingangs des Rheinseitenkanals bei Village-Neuf,

innerhalb von funf Minuten 142 kg vorgelöstes Rhodamin WT in den Rhein eingeleitet. Entlang der gesamten FlieBstrecke des Rheines wurden bis in die Niederlande Proben entnommen. Die einzelnen KonzentrationsmeBstationen sind in der Tabelle 2.1 aufgeführt (siehe auch Anlage 1.2).

Einige KonzentrationsmeBstellen wurden bei der Kalibrierung nicht in Betracht gezogen. Die Ursachen sind in der Tabelle 2.1, Spalte (4) angegeben. Tabelle 2.1. KonzentrationsmeBstellen Ort der Hessung

1

'

^

'

Ottnarshein Neuenburq Fessenheim Voqelgnm Harckolshein Rheinau Gersthein StraBburg Kehl GanbsheiD Iffezhein Plittersdorf Karlsruhe Haxiniliansau FluBkiloneter (2) 194.4 199.25 211.1 224.9 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 334.0 340.3 359.2 362.0 HeBstelle (3) * Kanal M Kanal H Kanal H Kanal H Kanal H Kanal H Kanal Kanal R L+E Benerkung (4)

Hier wurde zu spat qenessen

Liegt zu nahe bei Station 340.3 **

Liegt zu nabe bei Station 362.0 **

Tabelle 2.1. (Forts.) Ort der Hessung (1) Hannhein Ludwigshafen W o m s Hainz Bingen Koblenz Bad Honnef Köln Düsseldorf Wesel Spyk Lobith Bimen Hagestein Vuren Kanpen FluBkiloneter (2) 426.2 431.0 443.4 498.5 530.15 590.35 640.0 689.55 759.6 814.05 857.3 862.2 865.02 946.5 951.8 994.5 HeBstelle (3) * R L L+R L R L R R L R L Benerkung (4)

Konzentrationsnaximum wurde spater als bei der Station 443.4 genessen Konzentrationsnaxiiun wurde früher als bei der Station 431.0 genessen

HeBfehler HeBfehler

Hier wurde zu spat genessen

Hier wurde zu spat genessen Hier wurde zu spat genessen

Hier wurde zu spat genessen

* L = Linkes Ufer; M = Mitte; R = Rechtes Ufer

** Die Stationen 334.0 und 359.2 wurden allerdings zur Überprüfung der Kalibrierung (a und B) verwendet, da hier vollstandigen Datensatze vorliegen.

3. DATEN

3.1 Hydrologische Daten

3.1.1 Allgemein

Voraussetzung für die Kalibrierung ist eine gute Einsicht in die AbfluBverhaltnisse des Rheines wahrend des Markierversuches.

Die Bestimmung des Abflusses an den WasserstandsmeBstellen, welche für die Kalibrierung benutzt werden sollen, erfolgt über das Parameterschatzungsmodell SAMF (=StoffAusbreitungsModell FlieBgewas-ser, Bremicker 1989) auf Basis der Transportgeschwindigkeiten (c) in Bezug auf das Maximum der Konzentrationsverteilung. Diese Stoff-transportgeschwindigkeit wird als gemessene Geschwindigkeit betrach-tet (siehe weiter Absatz 3.3). Mit Hilfe dieser gemessenen Geschwin-digkeiten kann für jeden beliebigen FluBkilometer die Transportlauf-zeit vom Einspeisepunkt bis zu diesem FluBkilometer berechnet werden. Auf diese Art wird der Aufenthalt der maximalen Konzentration der

-IBO 150 140 130 120 11D 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 O / / / .^

r

. ^

f

/A

y^

^ \ ^ ^ ^ ^ ^ y

./1

y/

V

100 300 Laufze it Wosser Tu 700 = lussk1 lometer

+ Trons .-Lauf zeit Tc

900

Markierstoffwelle im Rhein zu jedem Zeitpunkt bestimmbar. In Abb. 3.1.1 wird dieser Verlauf prasentiert.

Die AbfluBwerte werden aus den Daten einer groBen Anzahl von Wasser-standsmeBstellen entlang des Rheins ermittelt. Der aktuelle AbfluB an den einzelnen Pegeln wird über bekannte Wasserstands-AbfluB-Relationen bestimmt. Es wird davon ausgegangen, daB der an einem Pegel bestimmte AbfluB für eine bestimmte Teilstrecke des Rheins, im weiteren mit (FluB-)Abschnitt bezeichnet, guitig ist. Die Abschnittseinteilung in Relation zu den WasserstandsmeBstellen entlang des Rheins können der Anlage I.l entnommen werden.

Aus dem Fortschreiten des Markierstoffmaximums ist der Zeitraum abzuleiten, wahrend dessen der Tracer einen bestimmten Abschnitt, Oder Teil dessen, durchlaufen hat. Mit Hilfe der Daten der für die jeweiligen Abschnitte gültigen WasserstandsmeBstellen ist der zugehörige AbfluB zu bestimmen. Bei der Feststellung der zu verwen-denden Abflüsse wurde angenommen, daB, mit Ausnahme von Lobith, die Tagesmittelwerte von 0.00 Uhr bis 24.00 Uhr guitig sind. Hier gilt der mittlere TagesabfluB von 20.00 Uhr des vorigen Tages bis 20.00 Uhr des betrachteten Tages, da die Abflüsse in Lobith jeweils Moment-aufnahmen von 8.00 Uhr sind.

Diese Vereinbarung wird durch die verhaltnismaBig langsam verlaufen-den AbfluBvariationen an verlaufen-den diesbezüglichen WasserstandsmeBstellen wahrend des Markierversuchs gerechtfertigt (siehe Anlage II).

In Abb. 3.1.1 ist zum Vergleich mit der Transportzeit die Lauf zeit des Wassers, auf Basis der mittleren Tagesabflüsse, in den einzelnen Abschnitten wahrend des Durchganges des Markierstoffes dargestellt. Es ist zu sehen, daB die gemessene Laufzeit des Markierstoffes sich gegenüber der Laufzeit des wassers vergröBert, je weiter sich der Markierstoff vom Einspeisepunkt entfernt.

Zwischen Kembs (Oberrhein, km 173.6) und Plittersdorf (Oberrhein, km 349.2) zeichnet sich der Rhein durch parallel verlaufende Kanalstrek-ken aus. Die AbfluBverhaltnisse zwischen den Kanalabschnitten, welche auf französischem Hoheitsgebiet liegen-, und dem 'Rest-Rhein' sind vertraglich zwischen der Bundesrepublik Deutschland und Frankreich festgelegt. Dieser Vertrag legt festj daB durch die Kanale maximal

1400 mVs flieBen durfen, über den 'Rest-Rhein' jedoch minimal 30 m'/s abflieBen sollen. Die AbfluBverhaltnisse, mit denen das Modell rechnet, werden über den AbfluB des Pegels Rheinfelden bestimmt.

Alle WasserstandsmeBstellen, genannt in Anlage I.l und 1.2, mit Ausnahme des Pegels Kehl-Kronenhof, bieten die Möglichkeit telefo-nisch die Pegelstande abzufragen. Für die Wasserstandsbestimmung bei Kehl-Kronenhof benutzt man Wasserstandsbezugslinien zwischen diesem Pegel und dem Pegel Rheinfelden.

Bei der Kalibrierung des Rheinalarmmodells sollte beachtet werden, daB in der Realitat das genannte Abf luBmaximum von 1400 mVs über die Kanale des öfteren überschritten wird und, in Zusammenhang mit der Elektrizitatserzeugung durch die Electricité de France (EDE), die Kraftwerke oft im 'Schwellbetrieb' gefahren werden. Dieses bedeutet, daB bis zu einem AbfluB von etwa 1200 mVs das Wasser nachts gestaut und tagsüber abgelassen wird. Von einem konstanten AbfluB und damit konstanter Laufzeit im gestauten FluBteil oder Kanal kann also nicht die Rede sein. Inwiefern dies bei diesem Markierversuch der Fall gewesen ist, war zum Zeitpunkt dieser Kalibrierung nicht bekannt. Bei der Kalibrierung wurde deshalb von der obenstehenden Abmachung ausgegangen.

3.1.2 AbfluB zum Zeitpunkt des Konzentrationsmaximums

Die Abflüsse, die den einzelnen KonzentrationsmeBstellen zugeordnet wurden, sind die Tagesmittel des Tages, an dem die maximale

Kon-zentration an den diesbezüglichen MeBstellen gemessen wurde. In Tabelle 3.1.1 sind die ausgewerteten Abflüsse angegeben.

Die KonzentrationsmeBstellen 174.1 bis einschlieBlich 272.55 beziehen ihren AbfluB vom Pegel Rheinfelden. Die AbfluBwerte für die MeBstel-len 288.2 und 294.15 sind ebenfalls abhangig vom Pegel Rheinfelden, da der den beiden Stationen zugeordnete Pegel Kehl-Kronenhof im Modell seine Werte über eine Bezugslinie der Pegelwerte von Rheinfel-den bezieht.

Tabelle 3.1.1. AbfluB zum Zeitpunkt des maximalen Konzentrations-durchganges an den KonzentrationsmeBstellen

MeBstellen [km] 194.4 199.25 211.i 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 946.5 951.8 994.5 AbfluB [m3/s] 1170 1170 1170 1175 1166.05 1186.05 1211 1241 1540 1540 1560 1560 2150 2280 2960 3170 556 1997 426 Ankunft max. Konzentration Datum 26/4 26/4 26/4 27/4 27/4 27/4 27/4 27/4 28/4 28/4 28/4 29/4 30/4 30/4 2/5 3/5 4/5 4/5 4/5 Zeit 13.12 14.24 17-30 1.54 7.18 13.54 18.24 20.18 3.18 14.24 18.24 5.24 3.42 12.12 4.06 0.00 8.24 3.00 14.54

Die eventuelle Abweichungen der AbfluBwerte von 1170 mVs für die einzelnen KonzentrationsmeBstellen entstehen auf folgende Art: die MeBstellen sind entweder dem Pegel Rheinfelden oder Kehl-Kronenhof zugeordnet. Die Pegelstande, bzw. Abflüsse des letztgenannten Pegels werden über Bezugslinien aus den Pegelstanden von Rheinfelden bestimmt. Weiterhin ist die Lage der KonzentrationsmeBstellen wichtig. Über den Restrhein sollten mindestens 30 mVs abflieBen. Liegt die KonzentrationsmeBstelle im Rheinseitenkanal, mussen 30 m'/s vom AbfluB des zustandigen Pegelsabgezogen werden. So bildet sich der AbfluBwert der KonzentrationsmeBstelle 288.2 (1211 mVs) aus den 1241 mVs von Kehl-Kronenhof abzüglich der 30 mVs des Restrheines.

Für die KonzentrationsmeBstelle 862.2 (Lobith) wurde der Pegel Rees verwendet, da die AbfluBwerte bei Lobith strukturell niedriger sind als bei Rees. (Eine ausreichende Erklarung ist z.Z. noch nicht gegeben). Der an dieser Stelle verwendete AbfluB betragt 3170 mVs, der Mittelwert aus dem mittleren TagesabfluB vom 2. Mai (3300 mVs) und vom 3. Mai 1989 (3040 m'/s), da die maximale Konzentration diese MeBstelle genau um 0.00 Uhr des 3. Mai passierte. Würde der AbfluB

der KonzentrationsmeBstelle 862.2 vom Pegel Lobith bezogen, betrüge er 2979 mVs. Zur Bestimmung der passierenden Markierstoffmasse

(Absatz 3.2), wurde vom AbfluB am Pegel Rees ausgegangen.

3.1.3 AbfluB für die Kalibrierung

In der Tabelle 3.1.2 ist aufgrund der Transportgeschwindigkeit c angegeben worden, in welcher Zeitspanne der Markierstoff einen bestimmten FluBabschnitt durchlauft (die Abschnittsgrenzen sind in FluBkilometern angegeben). Wenn ein Abschnitt an einem Tag durchlau-fen wird, so wird für den AbfluB der für diesen Tag bestimmte Tages-mittelwert zur Kalibrierung herangezogen.

Bei Durchgangen von mehreren Tagen innerhalb eines Abschnittes, wurde das rechnerische Mittel des Abflusses dieser Tage bestimmt. Bei

Tabelle 3.1.2. Aufenthalt des Markierstoffes in den unterschiedlichen Teilstrecken Tag 26/4 27/4 28/4 29/4 30/4 1/5 2/5 4/5 4/5 4/5 Zeit [Std:Hin] 8:00 - 24:00 0:00 - 24:00 0:00 - 2:42 2:42 - 16:20 16:20 - 20:48 20:48 - 24:00 0:00 - 6:06 6:06 - 24:00 0:00 - 3:12 3:12 - 11:54 11:54 - 23:00 23:00 - 24:00 0:00 - 1:12 1:12 - 6:12 6:12 - 12:42 12:42 - 20:30 20:30 - 24:00 0:00 - 4:36 4:36 - 11:24 11:24 - 17:12 17:12 - 24:00 0:00 - 3:12 0:00 - 15:00 0:00 - 8:24 Std. 16.0 24.0 2.7 13.6 4.5 3.2 6.1 17.9 3.2 8.7 11.1 1.0 1.2 5.0 6.5 7.8 3.5 4.6 6.8 5.8 6.8 27.1 32.4 39.0 Zurückgelegte Strecke (in FluBkB.) 174.1 K *) - 309.1 309.1 - 351.0 351.0 - 376.0 376.0 428.5 428.5 - 496.8 496.8 - 629.0 529.0 - 592.5 592.5 605.0 605.0 - 634.0 634.0 - 671.0 671.0 - 716.0 716.0 762.0 762.0 - 797.0 797.0 - 827.0 827.0 - 862.0 862.0 - 951.8 862.0 - 946.5 862.0 - 994.5 FluB RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHKIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN RHEIN HAAL LEK IJSSEL Wasserstands-neBstelle Rheinfelden Plittersdorf Haxau Speyer Speyer W o m s W o m s Hainz Kaub Koblenz Koblenz Andernach Bonn Kóln Düsseldorf Düsseldorf Ruhrort Wesel Rees Lobith Lobith Lobith Datun AbfluB-bestiimung 25/4 25/4 25/4 28/4 28/4 28/4 29/4 29/4 30/4 30/4 30/4 30/4 1/5 1/5 1/5 1/5 1/5 2/5 2/5 2/5 2/5 3/5 3/5 3/5 *) K = Kanal

dem vorliegenden Markierversuch waren das die Abschnitte, deren Abflüsse aus den Daten der Pegel Speyer, Worms, Koblenz und Düssel-dorf bestimmt wurden.

Zur Erlauterung ein rechnerisches Beispiel:

Halt sich der Markierstoff wahrend eines Tages und 6 Stunden in einem Abschnitt auf und flieBt die maximale Konzentration am Tag x um 21.00 Uhr in diesen Abschnitt hinein, dann flieBt die maximale Konzentra-tion am Tag x+2 um 3.00 h wieder aus dem Abschnitt heraus. Man betrachtet nun die Tagesmittelabflüsse der Tage x, x+1 und x+2, bzw. Qi, Qj u n d

Tabelle 3.1.3. Abflüsse wahrend des Markierversuches

Strecke 174.1 - 309.1 309.1 - 351.0 351.0 - 376.0 376.0 - 394.1 394.1 - 428.5 428.5 - 486.4 486.4 - 496.8 496.8 - 529.0 529.0 - 592.5 592.5 - 597.5 597.5 - 605.0 605.0 - 634.0 634.0 - 671.0 671.0 - 716.0 716.0 - 735.9 735.9 - 762.0 762.0 - 797.0 797.0 - 827.0 827.0 - 862.0 862.2 - Vuren 862.2 - Hagestein 862.2 - Kampen Pegel Rheinfelden Plittersdorf Maxau Speyer Speyer Worms Worms Mainz Kaub Koblenz Koblenz Andernach Bonn Köln Düsseldorf Düsseldorf Ruhrort Wesel Rees Lobith Lobith Lobith Datum 25/4 28/4 28/4 28/4 29/4 29/4 30/4 30/4 30/4 30/4 1/5 1/5 1/5 1/5 1/5 2/5 2/5 2/5 2/5 3/5 3/5 3/5 Q [m3/s] 1170 1540 1560 1620 1560 1820 1740 2150 2280 2440 2300 2870 2970 3090 3200 2960 3100 3280 3300 1997 * 556 * 426 * [in3/s] } 1581 } 1808 } 2364 } 3064

* Der AbfluB bei Lobith betragt 2979 m'/s. Weil sich der Rhein allerdings nach Lobith in drei Flüsse aufteilt (Waal, iJssel und Lek) , mussen hier die Abflüsse für die verschiedenen Flüsse berück-sichtigt werden. Die Abflüsse sind mit Bezugslinien zum Pegel Lobith berechnet worden.

Qj. Der für den Abschnitt guitige AbfluB Q wahrend des Durchganges des Markierstof f es betragt dann ( 3«Qa+24.Q2+3 •Q3)/30.

So hielt sich der Markierstoff in dem FluBabschnitt 27 (FluBkilometer 716.0 bis 762.0) vom 1. Mai 20.30 h bis zum 2. Mai 4.36 h auf (Siehe auch Anlage I.l und 1 . 2 ) . Der mittleren TagesabfluB des diesbezügli-chen Pegels Düsseldorf betrug am 1. Mai 3200 m V s , und am 2. Mai 2960 m V s . Der AbfluB, der für diesen Abschnitt im Modell verwendet wurde, war damit

[{(3.5.3200)+(4.6.2960)}/(3.5+4.6)] m'/s = 3064 m'/s.

Die für die Kalibrierung verwendeten Abflüsse sind in Tabelle 3.1.3 aufgeführt.

3. 2 Konzentrationsdaten und Verlustrate

Die gemessenen Konzentrationen der zur Kalibrierung benutzten MeBstellen (siehe auch Kap. 2) sind in der Anlage III gesammelt. Die darin prasentierten MeBreihen bestehen aus den Zeitpunkten der unterschiedlichen Probeentnahmen seit der Einspeisung und der Markierstoffkonzentration der genommenen Proben in

Mg/l-In der zweiten Phase der Kalibrierung werden die diesbezüglichen MeBreihen mit einem berechneten Konzentrationsverlauf verglichen. Für einen korrekten Vergleich eines berechneten und eines gemessenen Konzentrationsverlaufs sollte die intergrierte Markierstoffmenge in beiden Situationen gleich sein. Die Markierstoffmengen, die die jeweiligen Stationen passierten, wurden mit folgender Formel berechnet

M = Q-S (p^-dti (3.2.1) i-i

mit: M = Markierstof fmenge [kg]

Q = AbfluB [iiiVs] (Mittelwert, bezogen auf das

Durchgangs-intervall des Konzentrationsmaximums)

(p,i = gemessene Konzentration zum Zeitpunkt t^ [kg/m^]

dti = tl - ti-i [s] n = Anzahl der Messungen [-]

Die für die jeweiligen KonzentrationsmeBstellen verwendeten AbfluB-werte sind in Tabelle 3.1.1 angegeben. Die Ergebnisse der Markier-stof f mengenbestimmung finden sich in Tabelle 3.2.1 wieder.

Tabelle 3.2.1. Markierstoffmengen (Verlustrate) MeBstelle [km] 194.4 199.25 1 211.1 1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 334.0 340.3 359.2 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 946.5 951.8 994.5 AbfluB [m3/s] 1170 1170 1170 1175 1166.05 1186.05 1211 1241 1540 1540 1540 1560 1560 1560 2150 2280 2960 3170 556 1997 426 Markierstoffmengen [kg] 85.09 84.11 86.73 79.49 79„93 68.33 62.58 55.98 87.43 79.36 77.53 102.21 103.53 102.58 97.46 126.38 112.01 58.65 9.28 * 29.00 * 5.97 *

* Bei diesen MeBstellen ergibt die Summe der Mengen 44.25 kg. Dies ist die Markierstoffmenge die im Pegel Lobith mit dem AbfluB 2979 mVs (Summe aus den Abflussen dieser drei MeBstellen) durchgeht. Bei der Kalibrierung wurde im Modell mit 44.25 kg gerechnet.

Da wahrend der Kalibrierung neue Pegel-AbfluB-Tabellen für Rheinfel-den und Plittersdorf verfügbar wurRheinfel-den, konnten die Markierstof fmengen der KonzentrationsmeBstellen bis Rheinkilometer 362.0, welche sich auf die genannten WasserstandsmeBstellen beziehen, mit diesen aktuellen Werten berechnet worden.

In der Tabelle 3.2.2 sind die mit den alten und den neuen AbfluBdaten berechneten Markierstoffmengen angegeben. Abbildung 3.2.1 gibt eine graphische Darstellung dieser Ergebnisse wieder. AuBer bei den MeBstellen von km 194.4 und km 199.25 gibt es kaum signifikante

AbfluB MeBstelle FluBkm. 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 K K K K K K K AbfluB (neu) [m3/s] 1100 1100 1149 1154 1145 1165 1192.2 1222.2 1495 1495 1596.5 Menge (neu) [kg] 79.99 79.08 85.17 78.06 78.49 67.12 61.61 55.13 84.88 75.27 105.95 AbfluB (alt) [m3/s] 1170 1170 1170 1175 1166.05 1186.05 1211 1241 1540 1540 1560 Menge (alt) -[kg] 85.09 84.11 86.73 79.49 79.93 68.33 62.58 55.98 87.43 77.53 103.53 Neben-fluB — Ill

Abb. 3.2.1. Verlauf der Markierstoffmenge zwischen FluBkm. 194.4 (K) und 362.0 bei 'neuem' und 'altem' AbfluB.

Unterschiede. Bei der weiteren Kalibrierung wird mit den 'ursprüng-lichen Abflussen' gerechnet. Zur Begründung sei darauf hingewiesen, daB die 'neuen Abflüsse' nicht ohne weiteres verwendbar sind, da die dazu gehörenden Laufzeiten noch nicht ermittelt wurden.

Die berechneten Markierstoffmengen (siehe Tabelle 3.2.1) nehmen entgegen den Erwartungen nicht konstant ab, z.B. durch Abbau oder Suspension, sondern zeigen fluBabwarts starke Schwankungen (Abbil-dungen 3.2.1 und 3.2.2).

130

F I Lssic i I ometer BeooacntungspunKte

Abb. 3.2.2. Markierstoffmengen an den

Beobachtungspunk-ten.

Diese Schwankungen könnten folgende Ursachen haben:

* Die Wasserstandsdaten, die über den Pegel Plittersdorf ermittelt werden, liefern vermutlich zu hohe AbfluBwerte. Dies durfte die Ursache für den sprunghafte Anstieg der berechneten Markierstoff-menge ab km 310.5 sein.

* Der mittlere TagesabfluB war für die Markierstoffmengenbestimmung im Moment des Tracerdurchganges nicht reprasentativ.

* Bei der Bestimmung der Markierstoffmenge wurde die über den FluBquerschnitt mögliche Variabilitat der FlieBgeschwindigkeit, und damit auch der Konzentration, nicht berücksichtigt.

* Nach der Einmündung eines Nebenflusses ist die Konzentration in Folge zweidimensionaler Aspekte nicht mehr homogen über den ganzen FluBquerschnitt verteilt. Beim ZusammenfluB eines 'verunreinigten' und eines 'sauberen' Flusses, sowie bei der Einleitung am Ufer eines Flusses, wird der Stoff über eine groBe Distanz unterhalb des Zusammenflusses nicht vollstandig über den FluBquerschnitt verteilt. Für den deutschen Rhein kann sich diese Distanz bis zu

50 km oder in einigen Fallen sogar bis zu 100 km unterhalb des Zusammenfluses erstrecken (van Mazijk, 1985 und 1987). Wird am entgegengesetzten Ufer gemessen, so ist die Konzentration höher als der Mittelwert und es errechnet sich eine gröBere Markierstoff-menge. So wurde z.B. bei Bingen (km 530.15) am linken Ufer gemessen, 33 km stromabwarts der rechtsrheinischen Einmündung des Mains.

* Wahrend des Markierversuches könnten Rhodamin enthaltende Verun-reinigungen die zu messende Konzentration beeinfluBt haben.

* Nach dem Beobachtungspunkt Plittersdorf (FluBkm. 340.3) durfte bis Lobith (FluBkm. 862.2) ein systematischer Fehler vorliegen, denn hier sind die Mengen signifikant höher als man erwartete. Ursache dieser eventuellen Fehler könnte der ZufluB von fluoreszierenden Stoffen aus Nebenf lussen, bzw. ein systematischer MeBfehler bei der Analyse der Proben gewesen sein.

3.3 Ergebnisse des Parameterschatzungsmodells SAMF

Mit dem Parameterschatzungsmodell SAME werden die Stofftransport-geschwindigkeiten (c) und die Dispersionskoef f izienten Ds für die Rheinabschnitte zwischen zwei aufeinander folgenden Konzentrations-meBstellen berechnet. Die Ergebnisse dieser Analyse der MeBreihen sind in der Tabelle 3.3.1 zusammengefaBt.

Anhand der mit diesem Modell ausgewerteten Stof ftransportgeschwindig-keiten sind die Laufzeiten für den Markierstoff bestimmt worden. Diese Laufzeiten wurden als gemessene Daten betrachtet. Sie bildeten in den vorhergehenden Absatzen 3.1 und 3.2 die Ausgangspunkte zur

Tabelle 3.3.1. Ergebnisse des Parameterschatzungsmodells SAMF Ort der Messung Ottmarsheim ,Neuenburg Fessenheim Marckolsheim Rheinau Gerstheim StraBburg Kehl Gambsheim Plittersdorf Maximiliansau Mannheim Mainz Bingen Düsseldorf Lobith Vuren Kampen Hagestein K* K K K K K K MeBstrecke Anfang 174.1 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 862.2 862.2 Ende 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 951.8 994.5 946.5 c [m/s] 1.09 1.09 1.08 0.98 0.80 0.68 0.96 0.87 0.65 0.74 1.53 1.61 0.90 1.04 1.60 1.43 0.92 0.88 0.71

^s 1

[m^/s] 20 41 42 63 76 19 112 294 841 396 6650 3360 367 1520 3270 1520 3180 770 2340 * K = Kanal

Festlegung der an den Beobachtungspunkten zu verwendenden Abflüsse. Weiter wurden die Ergebnisse des Parameterschatzungsmodells SAMF zu einer ersten Abschatzung des Stillwasserzonenparameters B und des Proportionalitatskoeffizienten a, aus dem im Modell benutzten Ausdruck zur Berechnung des Dispersionskoeffizienten, herangezogen

4. KALIBRIERUNG

4.1. Kalibrierungsverfahren

Bei der Kalibrierung werden zwei Parameter pro Teilabschnitt, in welche die FluBabschnitte weiter unterteilt sind, bestimmt:

- der 'Stillwasserzonen'-Parameter B aus

c = Us/(1+B) (4.1.1) mit: B = relative Flache der Stillwasserzone [-]

(B = Afc/Ag , siehe auch Abb. 4.1.1)

Us = mittlere FlieBgeschwindigkeit (Stromstrich) [m/s]

und

- der Proportionalitatskoeffizient a in dem Ausdruck für den

Disper-sionskoef f izienten, laut

Ds = ( 1 + B ) ' . Do = ( 1 + &y u'-B' as' u. (4.1.2) mit: Ds = Do = as = Bs = u. = C = Dispersionskoeffizient des 'Stillwasserzonen'- Modells

Dispersionskoeffizient nach Fischer (1979) Wassertiefe des stromführenden Flusses Breite des stromführenden Flusses

Schubspannungsgeschwindigkeit (= {Us•yg}/C) Chézy-Koeffizient [mVs] [mVs] [m] [m] [m/s] [ym/s] STILLWAS SERZONE -V^T^^^^^^^^^^^^^ STILLWAS SERZONE

Der a-Wert kann mit Hilfe der Gleichungen (4.1.1) und (4.1.2) auf folgende Weise berechnet werden:

Dg as «u. Ds as' yg

a = . = ' (4.1.3) (1+B)' Us'.Bs' (1+B)' C'Bs''C

Da die Parameterwerte pro Teilabschnitt zu bestimmen sind, wird für eine erste Schatzung von den Ergebnisse des Parameterschatzungsmo-dells SAMF ausgegangen. Mit diesem Modell werden die Stofftrans-portgeschwindigkeiten (c) und die Dispersionskoeffizienten (Ds) von Beobachtungspunkt zu Beobachtungspunkt genau kalibriert (siehe auch Kapitel 3.3, Tabelle 3.3.1).

Beim Alarmmodell für den Rhein werden die Berechnungen jeweils vom Einspeisepunkt bis zum Beobachtungspunkt vorgenommen.

Die Kalibrierung teilt sich daher in zwei Phasen:

(1) Bestimmung der a- und B-Werte, auf Grundlage der mit dem

Programm SAMF erhaltenen Stofftransportgeschwindigkeiten (c) (Gleichung 4.1.1) und Dispersionskoeffizienten (Ds) als erster Abschatzung. Die a-Werte werden erst nach der Ermittlung der B-Werte bestimmt (Gleichung 4.1.3).

(2) Verbesserung der a- und B-Werte durch einen Vergleich der gemessenen und berechneten Konzentrationsverlaufe anhand des Rheinalarmmodells Version 2.0.

Achtung:

Bei der Kalibrierung wurde auch die Schiefe der Konzentrations-verteilung berücksichtigt. Der Parameter, der die Schiefe der Konzentrationsverteilung beeinfluBt, ist jedoch nicht kalibriert worden, das heiBt es wurde mit einem festen Wert (1/6 in der Version 2.0, siehe Systemdokumentation, IKSR/KHR Expertengruppe, 1991) für diesen Parameter gerechnet. Mit diesem Wert ist nach Angaben der Literatur eine gute Übereinstimmung mit der tatsachlich auftretenden Konzentrationsverteilung gewShrleistet.

Zur Kalibrierung wurden einige FORTRAN-Programme und zwei Batchfiles geschrieben. Die FORTRAN-Programme TRANS.EXE, PARAM.EXE und VERG.EXE sind dazu bestimmt, die gewonnenen MeBwerte auf eindeutige Weise zu gebrauchen (siehe Anlage IV).

Das Programm TRANS.EXE transformiert eine KonzentrationsmeBreihe (Konzentrationswerte mit zugehörigen Zeitpunkten eines Beobach-tungspunktes) so, daB die MeBreihe vom Rheinalarmmodell eingelesen und mit einem berechneten Konzentrationsverlauf des diesbezüglichen Beobachtungspunktes verglichen werden kann. Mit dem Programm PARAM.EXE werden in der ersten Phase der Kalibrierung, aufgrund der

mit dem Programm SAMF erhaltenen c- und Ds-Werte, die Parameter a und

B bestimmt. Nachdem man die so geschatzten a- und B-Werte in den Datenbestande der dazu gehörenden Teilabschnitte eingegeben hat, ist eine Voraussage über den Konzentrationsverlauf möglich. In dem Programm VERG.EXE werden in der zweiten Phase der Kalibrierung die gemessenen und berechneten Konzentrationsverlaufe mit Hilfe der

'Kleinsten-Quadrate-Methode' verglichen, laut

a = 2 1-1 ('Pbi-(p.i) «Pb n 1/2 (4.1.4)

mit: o = mittlere Abweichung [-]

(Pbi = berechnete Konzentration zum Zeitpunkt ti [kg/m^] (p^ = gemessene Konzentration zum Zeitpunkt t^ [kg/m^]

n = Anzahl der verglichenen MeBdaten [-]

Da bei diesem Vergleich der Verlauf von Front und Spitze der Markierstoffwelle maBgebend sind, wurden zur Bestimmung des a-Wertes

nur Konzentrationswerte <p.i gröBer als 0,3'((PM)MX in Betracht gezogen,

wobei (<Pbi)«« der maximale berechnete Konzentrationswert ist.

Weiter findet ein visueller Vergleich statt. MeBwerte und berechnete Werte werden graphisch dargestellt und es erfolgt eine Quantifizie-rung der Differenz zwischen berechneter und gemessener Laufzeit der maximalen Konzentration.

Für die Ausführung der ersten Phase wurde ein Batchfile B.BAT, für die zweite Phase ein Batchfile I.BAT. erstellt. Eine kurze Ge-brauchsanleitung dieser Batchfiles ist in der Anlage IV zu finden.

Die Optimierung der Parameter a und B wurde iterativ 'mit der Hand' durchgeführt. Das Kriterium der Optimierung ist eine minimale

Veranderung von a mit Obergrenze 0,03. Die Optimierung ist also eine

Minimierung des Ableitungsergebnisses von a nach a bzw. B (da/da bzw. da/dB).

Als zweites Kriterium wird die Abweichung zwischen berechneter und gemessener Laufzeit des Markierstoffes im Hinblick auf die gemessene Laufzeit (bezogen auf die maximale Konzentration) herangezogen. Bei der Minimierung dieses Unterschieds wurde die zulassige Obergrenze mit 5% angenommen.

Weil bei der Optimierung der a-Werte die berechnete und gemessene Menge des passierenden Markierstoffes eines Beobachtungspunktes gleich sein sollte, wurden die berechneten Mengen aus Tabelle 3.2.1, Kapitel 3.2, als Einspeisemengen für die Kalibrierung verwendet.

4.2 Ergebnisse

In Tabelle 4.2.1 sind die Kalibrierungsergebnisse der ersten und der zweiten Phase aufgelistet.

In Spalte (1) und (2) werden die MeBstrecken zwischen zwei aufeinan-derfolgenden Beobachtungspunkten wiedergegeben. In Spalte (3) stehen die Nummern der Teilabschnitte (siehe auch Anlage 1.3), die von der

jeweiligen MeBstrecke (zumindest teilweise) erfaBt werden.

In Spalte (4) sind die a- und B-Werte aufgelistet, die in der ersten Phase der Kalibrierung aufgrund der Ergebnisse des Parameterschat-zungsmodells SAMF, nach den Gleichungen (4.1.1) und (4.1.3), bestimmt wurden.

In Spalte (5) sind die o- und B-Werte pro Teilabschnitt angegeben, die nach der Optimierung der zweiten Kalibrierungsphase mit dem Rheinalarmmodell Version 2.0 erzielt wurden. Spalte (6) gibt die dazugehörige prozentuale Abweichung der Laufzeit, bezogen auf das gemessene Konzentrationsmaximum, an. Spalte (7) gibt die jeweils angenommene eingespeiste Markierstoffmenge bei FluBkilometer 174.4 (Village-Neuf, Einspeisepunkt des Markierversuches im Kanal) an (vgl. Tabelle 3.2.1). In der letzten Spalte (8) sind die a-Werte für den Fall angegeben, daB nur gemessene Konzentrationswerte berücksichtigt werden, welche gröBer als 30% des berechneten Konzentrationsmaximums sind.

T a b e l l e 4 . 2 . 1 . KALIBRIERUNGSERGEBNISSE ( a - UND B-WERTE) Ort der Hessung (1) Ottnarshein K Neuenburg K Fessenhein K Harckolshein K Rheinau K Gersthein K StraBburg K Kehl Ganbshein Plittersdorf Haxiniliansau Hannhein Hainz HeBstrecke Anfang Ende (2) 174.1 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 Teilab-schnittnr. (3) 301 301 301 301 401 601 601 701 901 901 1001 1201 1201 1301 1501 1501 1602 1602 1701 1701 1702 1702 1801 1801 1901 1902 1903 1903 2001 2002 2003 2004 2101 SAMF 6 a (4) 0.028 0.028 0.037 0.000 0.100 0.132 -0.104 0.103 0.215 0.108

1

-0.033

1

-0.( 0.: 175 11 0.00048 0.00099 0.00099 0.00171 0.00186 0.00055 0.00323 0.00610 0.01551 0.00905 0.02044

1

0.0( 0.0( )592 )065 Version 2.0 6 a (5) 0.055 0.055 0.055 0.055 0.000 0.055 0.055 0.080 0.055 0.055 0.300 0.055 0.055 0.000 0.055 0.055 0.100 0.100 0.090 0.090 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.300 0.300 0.300 0.300 0.115 0.00090 0.00090 0.00090 0.00090 0.00450 0.00090 0.00090 0.00500 0.00090 0.00090 0.00400 0.00090 0.00090 0.00150 0.00090 0.00090 0.01100 0.01100 0.01100 0.01100 0.02000 0.02000 0.01100 0.01100 0.01100 0.01100 0.01100 0.01100 0.00100 0.00100 0.00100 0.00100 0.00400 Abweichung Laufzeit (6) -0.79 0.30 0.99 -1.47 0.07

1

0.26 -1.58 -0.55

1

-0.51 0.33 (0.33) -0.17 (-0.17) -1.77 (-1.77) -1 (-1 99 99) Harkier-stoffnenge [kg] (7) 85.09 84.11 86.73

1

79.49 79.93

1

68.33 62.58 55.89 87.43 77.53 (65.00) 103.53 (80.00) 102.58 (90.00)

1

97 (80 46 00) Abweichung B (8) 0.25 0.17 0.10 0.17 0.23 0.19 0.34 0.29

1

0.16 0.15 (0.18) 0.35 (0.32) 0.18 (0.16)

1

0 (0 24 21)

*) negative Vorzeichen bedeuten, daB die geiessene Ankunftszeit für die Harkierstoffwelle kürzer ist als die berechnete.

Tabelle 4.2.1. KALIBRIERUNGSERGEBNISSE (a- UND B-WERTE) (Forts.) Ort der Hessung

1

'

^

*

Bingen Düsseldorf Lobith Vuren (Waal) HeBstrecke Anfang Ende (2) 498.5 530.15 759.6 862.2 530.15 759.6 862.2 951.8 Teilab-schnittnr. (3) 2101 2102 2201 2201 2202 2203 2204 2205 2301 2401 2402 2501 2502 2503 2601 2602 2603 2701 2702 2703 2703 2801 2802 2901 2902 3001 3002 3101 3101 3201 3202 3203 3204 3205 3206 3207 SAHF B a (4)

1

0.125 -0.( -0.] )31 L12 0.283 0.00301

1

0.0(

o.oc

0.0( )981 )751 )934 Version 2.0 B a (5) 0.115 0.115 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.180 0.180 0.280 0.280 0.280 0.280 0.280 0.280 0.280 0.00400 0.00400 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00900 0.00990 0.00990 0.00990 0.00990 0.00990 0.00990 0.01100 0.01100 0.02300 0.02300 0.02300 0.02300 0.02300 0.02300 0.02300 Abweichung Laufzeit [i] (6)

1

-0.95 (-0.95) -0.72 (-0.72) -1.33 (-1.33) -1.63 (-1.63) Harkier-stoffnenge

m

(7) 126.38 (100.00) 112.01 (85.00) 58.65 (40.00) 44.25 (40.00) Abweichung ff

(8) 1

0.22 (0.29) 0.27 (0.41) 0.33 (0.28) 0.28 (0.35)

Tabelle 4.2.1. KALIBRIERUNGSERGEBNISSE (a- UND B-WERTE) (Forts.) Ort der Hessung (1) Kanpen (IJssel) Hagestein (Lek) HeBstrecke Anfang Ende (2) 862.2 862.2 994.5 946.5 Teilab-schnittnr. (3) 3101 3301 3302 3401 3402 3403 3404 3405 3406 3407 3408 3409 3101 3301 3302 3501 3502 3503 3504 3505 3506 3507 3508 3509 3510 SAHF B a (4) -0.( 0.: )23 94 0.02271 0.02079 Version 2.0 6 a (5) 0.180 0.220 0.220 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.180 0.220 0.220 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.390 0.01100 0.02200 0.02200 0.02150 0.02150 0.02150 0.02150 0.02150 0.02150 0.02150 0.02150 0.02150 0.01100 0.02200 0.02200 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 0.02000 Abweichung Laufzeit [i] (6) -1.10 (-1.10) -2.64 (-2.64) Harkier-stoffnenge [kg] (7) 44.25 (35.00) 44.25 (40.00) Abweichung 0 (8) 0.26 (0.14) 0.23 (0.24)

Zur Auswertung der a- und B-Werte sind folgende Anmerkungen zu machen:

* Da in der ersten MeBstrecke nach der Einspeisung der Markierstoff noch nicht vollstandig über den Kanalquerschnitt vermischt war, sind für den Rheinseitenkanal (Teilabschnitt 301), bei der ersten Abschatzung der a- und B-Werte anhand des SAMF-Modells, die ersten zwei MeBstrecken auBer Betracht geblieben. Für das Kanalkomparti-ment 301 war denn auch die MeBstrecke von FluBkilometer 199.25 bis 211.1 Ausgangspunkt der naheren Bestimmung der diesbezüglichen

a-und B-Werte.

* Die aufgrund des SAMF-Modells ausgewerteten a- und B-Werte für die

weiter stromabwarts gelegenen MeBstrecken bis StraBburg (FluBkm. 288.2) enthalten sowohl Kanalteilabschnitte als FluBteilabschnitte. Bei der Bestimmung der Parameterwerte für die FluBteilabschnitte

(401, 701, 1001, 1301 und 1602) wurde angenommen, daB die kali-brierten Werte für den Kanalteilabschnitt 301 auch für alle anderen Kanalteilabschnitte (601, 901, 1201 und 1501) gelten .

* In der Regel stimmen die Grenzen der MeBstrecken nicht mit den Grenzen der Teilabschnitte überein. Die a- und B-Werte eines Teilabschnittes in dem sich eine KonzentrationsmeBstelle (= Ende/ Anfang einer MeBstrecke) befindet, ermitteln sich aus derjenigen MeBstrecke, zu welcher der Teilabschnitt mit mehr als 50% seiner Lange gehort.

* In den kalibrierten Werten, vor allem im 'Stillwasserzonen'-Parameter B, sind implizit die Ungenauigkeiten der im Modell verwendeten Laufzeittabellen und Abflüsse, bzw. Pegelstande der WasserstandsmeBstellen, enthalten. So ist es möglich, daB Aufgrund der mit dem Parameterschatzungsmodell SAMF bestimmten Stofftrans-portgeschwindigkeit (c), ein B-Wert mit negativem Vorzeichen ermittelt wurde. Das heiBt, daB die 'gemessene' Stofftransport-geschwindigkeit gröBer ist als die mittlere Wasserf lieBgeschwindig-keit. Dies ist physikalisch nur möglich, falls der Tracer sich noch nicht vollstandig über den FluBquerschnitt vermischt hat und sich vorwiegend im 'Stromstrich' befindet.

Bei vollstandiger Durchmischung kann ein negativer B-Wert auf falsche Eingabedaten in Bezug auf Laufzeiten und/oder Abflüsse deuten. Für letzteren Fall wurde bei der Optimierung in der zweiten Kalibrierungsphase, in Mangel an detaillierteren Informationen, für B der Wert Null angenommen.

* Bei der Kalibrierung der a- und B-Werte stromabwarts von Lobith ging man folgendermaBen vor:

Für die MeBstrecke Lobith-Vuren (FluBkm. 862.2 bis 951.8, Waal) wurde in der ersten Phase der Kalibrierung für B der Wert 0.283 ermittelt. Für den Abschnitt 32 wurde daher in der zweiten Kalibrierungsphase ein B-Wert von 0,28 angenommen und zur Op-timierung nur der B-Wert des Abschnittes 31 variiert.

Als a-Wert des Abschnittes 31 setzte man 0,011, den in der Literatur angegebenen Mittelwert (Fischer, 1979), ein und zur Opti-mierung wurde der a-Wert des Abschnittes 32 variiert.

AnschlieBend nahm man die MeBstrecke Lobith-Kampen (FluBkm. 862.2 bis 994.5, IJssel) in Betracht. Da in der ersten Phase der Kalibrierung bei der Auswertung des B-Parameters ein negativer Wert ermittelt wurde, setzte man den 6-Wert des Abschnittes 34

gleich Null und zur Optimierung wurde der 6-Wert des Abschnittes 33 variiert.

Zum SchluB kalibrierte man die a- und B-Werte für die Strecke Lobith-Hagestein (FluBkm. 862.2 bis 946.5, Lek), das heiBt, daB nur noch die Werte des Abschnittes 35 variiert wurden.

* Bei einigen KonzentrationsmeBstellen paBte man nach der Kalibrie-rung der a- und B-Werte die eingesetzten Markierstof fmengen an. Das heiBt, daB die bei den Berechnungen eingespeisten Mengen so lange variiert wurden, bis sich die Anderung im a-Wert minimierte. Die diesbezüglichen Daten (in Klammern) befinden sich in den Spalten (6), (7) und (8) der Tabelle 4.2.1. In der Abbildung 4.2.1 sind diese 'kalibrierten' Mengen im Vergleich zu den Mengen nach Tabelle 3.2.1 für die KonzentrationsmeBstellen 340.3 bis 994.5 graphisch dargestellt.

340.3

— I 1 1 1 1 1 1 1

362 AZe.S 496.5 530.15 7S9.6 663.3 946.5 951.8 994.5 F Iussk1Iometer Becoacntungspunxt»

berechnete Menge k a l i b r i e r t e ' lUenge

Abb. 4.2.1. Vergleich berechneter und 'kalibrierter'

Markierstoffmengen.

Die kalibrierte Markierstoffmenge fiel immer geringer aus als die berechnete Markierstoffmenge (siehe Tabelle 4.2.1 , Spalte 7, ab der KonzentrationsmeBstelle Plittersdorf). Abgesehen von den oben

beschriebenen Möglichkeiten, laBt sich dieses Phanomen zur Zeit nicht eindeutig klaren.

In der Tabelle 4.2.2 sind die kalibrierten a- und B-Werte zusammen-gef aBt. Die Tabellen 4.2.3 bis 4.2.5 enthalten die Ergebnisse der Kalibrierung. Tabelle 4.2.3 enthalt die über das Parameterschat-zungsmodell SAMF berechneten Transportgeschwindigkeiten c pro MeBstrecke und die Transportgeschwindigkeiten c', die letztendlich

Tabelle 4.2.2. KALIBRIERUNGSERGEBNISSE (a- und B-Werte)

FluB RHEIN 1 Teilab-schnittnr 301 401 501 601 701 801 901 1001 1101 1201 1301 1401 1501 1602 1701 1702 1801 1901 1902 1903 2001 2002 2003 2004 2101 2102 2201 2202 2203 2204 2205 2301 2401 2402 2501 2602 2503 a-Wert 0,00090 0,00450 0,00330 0,00090 0,00500 0,00330 0,00090 0,00400 0,00330 0,00090 0,00150 0,00330 0,00090 0,01100 0,01100 0,02000 0,01100 0,01100 0,01100 0,01100 0,00100 0,00100 0,00100 0,00100 0,00400 0,00400 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 6-Wert 0,055 0,000 0,100 0,055 0,080 0,100 0,055 0,300 0,100 0,055 0,000 0,100 0,055 0,100 0,090 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,300 1 0,300 0,300 0,300 0,115 0,115 0,000 0,000 ! 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 FluB miN WAAL PANHEH)ENS KANAL IJSSEL LEK s ,-. Teilab-schnittnr 2601 2602 2603 2701 2702 2703 2801 2802 2901 2902 3001 3002 3101 3201 3202 3203 3204 3205 3206 3207 3301 3302 3401 3402 3403 3404 3405 3406 3407 3408 3409 3501 3502 3503 3504 3505 3506 3507 3508 3509 3510 a-Wert 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00900 0,00990 0,00990 0,00990 0,00990 0,00990 0,00990 0,01100 0,02300 0,02300 0,02300 0,02300 0,02300 0,02300 0,02300 0,02200 0,02200 0,02150 0,02150 0,02150 0,02150 0,02150 0,02150 0,02150 0,02150 0,02150 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 0,02000 B-Wert 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,180 0,280 0,280 0,280 0,280 0,280 0,280 0,280 0,220 0,220 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,390 0,390 0,390 0,390 0,390 0,390 0,390 0,390 0,390 0,390 1

Ort der Hessung Ottnarsheii K Neuenburg K Fessenhein K Harckolshein K Rheinau K Gerstheia K StraBburg K Kehl GanbsheiD Plittersdorf Haxiniliansau Hannhein Hainz Bingen Düsseldorf Lobith Vuren Kanpen Hagestein HeBstrecke Anfang 174.1 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 862.2 862.2 Ende 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 951.8 994.5 946.5

Teilabschnitte aus den 'Eheinalamnodell' 301 301 301 301 601 901 1201 1501 1602 1701 1702 1801 1903 2004 2101 2201 2205 2501 2602 2703 2703 2902 3101 3204 3101 3402 3406 3101, 3502 3506 3510 401, , 701, , 1001, , 1301, 1602 , 1701 1702 , 1801 1901, 2001, 2101 2102, 2202, 2301, 2502, 2603, 2801, 3001, 3201, 3205, 3301, 3403, 3407, 3301, 3503, 3507, 601 901 1201 1501 1902, 1903 2002, 2003 2201 2203, 2204 2401, 2402 2503, 2601 2701, 2702 2802, 2901 3002, 3101 3202, 3203 3206, 3207 3302, 3401 3404, 3405 3408, 3409 3302, 3501 3504, 3505 3508, 3509 C [n/s] 1.09 1.09 1.08 0.98 0.80 0.68 0.96 0.87 0.65 0.74 1.53 1.61 0.90 1.04 1.60 1.43 0.92 0.88 0.71 C' [n/s] 1.06 1.06 1.06 0.94 0.83 0.66 0.84 0.89 0.72 0.76 1.48 1.49 0.91 1.05 1.55 1.27 0.93 0.84 0.73 C [a/s] 1.09 1.09 1.08 1.04 0.98 0.91 0.92 0.92 0.87 0.85 0.89 1.01 0.98 0.99 1.16 1.19 1.15 1.13 1.11 C' [B/S] 1,06 1.06 1.06 1.00 0.96 0.90 0.89 0.89 0.86 0.84 0.89 0.99 0.97 0.98 1.14 1.16 1.13 1.10 1.09

nach der Kalibrierung vom Modell generiert wurden. Hinzugefügt wurden auBerdem zwei Spalten mit laufzeitgewichteten Mittelwerten für c und c' (c bzw. c'). Diese Daten sind als Mittelwerte von der Ein-leitungsstelle bis zum betreffenden MeBpunkt zu betrachten !

Tabelle 4.2.4 enthalt in vergleichbarer Weise die

Dispersionskoef-fizienten Dg nach dem Parameterschatzungsmodell SAMF und die

Disper-sionskoef f izienten Ds', die letztendlich nach der Kalibrierung vom Modell generiert wurden. Hinzu kommen deren Mittelwerte Dj und Dg',

Ort der Hessung Ottnarshein K Neuenburg K Fessenhein K Harckolshein K Sheinau K Gersthein K StraBburg K Kehl Ganbshein Plittersdorf Haxiniliansau Hannhein Hainz Bingen Düsseldorf Lobith Vuren Kanpen Hagestein HeBstrecke Anfang 174.1 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 862.2 862.2 Ende 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 951.8 994.5 946.5

Teilabschnitte aus den 'Eheinalamnodell' 301 301 301 301 601 901 1201 1501 1602 1701 1702 1801 1903 2004 2101 2201 2205 2501 2602 2703 2703 2902 3101 3204 3101 3402 3406 3101 3502 3506 3510 401, 701, 1001, 1301, 1602 1701 1702 1801 1901, 2001, , 2101 2102, 2202, 2301, 2502, 2603, 2801, 3001, 3201, 3205, 3301, 3403, 3407, 3301, 3503, 3507, 601 901 1201 1501 1902, 1903 2002, 2003 2201 2203, 2204 2401, 2402 2503, 2601 2701, 2702 2802, 2901 3002, 3101 3202, 3203 3206, 3207 3302, 3401 3404, 3405 3408, 3409 3302, 3501 3504, 3505 3508, 3509 D. s [n2/s] 20 41 42 63 76 19 112 294 841 396 6650 3360 367 1520 3270 1520 3180 770 2340 \' s [n2/s] 35 35 35 101 116 80 44 253 404 484 4034 6242 462 1649 3001 2001 4567 661 1019

L

s [n^/s] 20 24 29 46 53 45 54 66 192 233 673 1099 921 972 1624 1611 1839 1447 1734

B.' 1

[i»2/s]J

35 35 35 67 77 78 73 82 129 200 464 1437 1206 1240 1749 1784 2174 1562 1661

Tabelle 4.2.5 enthalt die folgenden Laufzeiten:

* Transportlaufzeit (=1^) nach dem Parameterschatzungsmodell SAMF,

basierend auf der Stofftransportgeschwindigkeit c (gemessene Transportlaufzeit);

* Laufzeit (=Tu) , basiert auf der FlieBgeschwindigkeit Ug;

* Transportlauf zeit (=1^-) nach der Kalibrierung. In den letzten drei Spalten stehen die summierten Laufzeiten und die prozentuale Abweichung der summierten berechneten von den gemessenen Laufzeiten.

Mit kalibrierten a- und B-Werten sind die Konzentrationskurven der einzelnen MeBstellen in den Abbildungen 4.2.2 bis 4.2.34 dargestellt. Zum Vergleich werden in den Abbildungen auch die gemessenen Konzen-trationsverlaufe wiedergegeben. In den Abbildungen 4.2.11 bis 4.2.30

sind für die KonzentrationsmeBstellen Plittersdorf (FluBkm. 340.3), Maximiliansau (FluBkm. 362.0), Mannheim (FluBkm. 426.2), Mainz

(FluBkm. 498.5), Bingen (FluBkm. 530.15), Düsseldorf (FluBkm. 759.6), Lobith (FluBkm. 862.2), Vuren (FluBkm. 951.8), Kampen (FluBkm. 994.5) und Hagestein (FluBkm. 946.5) auch die Berechnungsergebnisse für die

'kalibrierte' Markierstoffmenge dargestellt. In den Abbildungen 4.2.31 bis 4.2.34 werden die gemessenen Konzentrationen mit den berechneten Verteilungen für die KonzentrationsmeBstellen Iffezheim (FluBkm. 334.0) und Karlsruhe (FluBkm. 359.2) verglichen. Dabei wurden sowohl die gemessenen (nach Gl. 3-2.1) als auch die 'kali-brierten' Markierstoffmengen in Betracht gezogen.

Tabelle 4.2.5. LAUFZEITEN Ort der Hessung Ottnarshein K Neuenburg K Fessenhein K Harckolshein K Rheinau K Gersthein K StraBburg K Kehl Ganbshein Plittersdorf Haxiniliansau Hannhein Hainz Bingen Düsseldorf Lobith Vuren Kanpen Hagestein HeBstrecke Anfang 174.1 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 862.2 862.2 Ende 194.4 199.25 211.1 241.05 256.6 272.55 288.2 294.15 310.5 340.3 362.0 426.2 498.5 530.15 759.6 862.2 * 951.8 * 994.5 * 946.5 *

Teilabschnitte aus den 'Rheinalarnnodell' 301 301 301 301 601 901 1201 1501 1602 1701 1702 1801 1903 2004 2101 2201 2205 2501 2602 2703 2703 2902 3101, 3204 3101, 3402, 3406, 3101, 3502, 3506, 3510 , 401, , 701, , 1001, 1301, 1602 1701 1702 1801 1901, 2001, 2101 2102, 2202, 2301, 2502, 2603, 2801, 3001, 3201, 3205, 3301, 3403, 3407, 3301, 3503, 3507, 601 901 1201 1601 1902, 1903 2002, 2003 2201 2203, 2204 2401, 2402 2503, 2601 2701, 2702 2802, 2901 3002, 3101 3202, 3203 3206, 3207 3302, 3401 3404, 3405 3408, 3409 3302, 3501 3504, 3505 3608, 3509 ^c c [Std] 5.2 1.2 3.0 8.5 5.4 6.5 4.5 1.9 7.0 11.1 4.0 11.0 22.3 8.5 39.8 19.9 27.1 39.0 32.4 \ u [Std] 5.0 1.2 3.0 8.5 4.9 5.7 5.1 1.7 5.8 10.1 4.1 11.9 17.1 7.5 41.2 22.5 21.1 39.8 23.2 ^r' c [Std] 5.3 1.3 3.1 8.8 5.2 6.8 5.2 1.9 6.3 11.0 4.1 11.9 22.0 8.4 41.2 22.5 26.9 40.6 31.6 2r. c [Std] 5.2 6.4 9.5 17.9 23.3 29.9 34.4 36.3 43.3 54.4 58.4 69.4 91.7 100.2 140.1 160.0 187.0 198.9 192.4 ^c' c [Std] 5.3 6.6 9.7 18.5 23.8 30.5 35.7 37.5 43.9 54.8 58.9 70.8 92.8 101.2 142.4 164.9 191.7 205.5 196.4 ^p-^Tp/ c c ^c W -1.92 -3.13 -2.11 -3.35 -2.15 -2.01 -3.78 -3.31 -1.39 -0.74 -0.86 -2.02 -1.20 -1.00 -1.64 -3.06 -2.51 -3.32 -2.08

Alax>MMod»l R h e i n 2 . 0 Maz>k i e pv e p s uc h 84/'8 9 L: B o v c n p i j n knz> = 1 7 4 . 1 M: B o v e n p i j n kMp B e p e c h n e t e H a s s e : 8 5 . 7 0 Ka ( = 100.72>'. > Z e i t aT 4 : 1 8 OT 4 : 3 2 BT 4 : 4 6 OT 5 : 0 0 0T S : l 3 0T 5 : 2 7 0T 5 : 4 1 OT S : S 4 0T 6 : 0 8 0T 6 : 2 2 0T 6 : 3 6 C Cusr/'I > . 0 0 0 . 0 0 O 3 . 1 0 7 1 8 . 7 7 4 2 9 . 0 4 8 1 9 . 8 2 3 9 . 4 6 6 5 . 3 1 7 2 . 6 3 1 i . 8 4 7 .000 I _ ... J Max = 2 9 . 0 7 8 Z e i t 0T 9 S t !

A b b . 4 . 2 . 2 Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Ottmarsheim (FluBkm. 194.4 Kanal).

A l a r m n o d e l R h e i n 2 . 0 M a p k i e p v e p s u c h 0 4 / 8 9 L: B o v e n p i j n knp = 1 7 4 . 1 U'. B o w e n p i j n knp = B e p e c h n e t e Masse : 8 4 . 7 2 Ksr < = 1O0.73>'. > C Cusr/l 1 9 9 . 2 3 Z e BT 0 T BT BT BT BT BT BT 0 T OT j OT i t 5 : 2 7 5 : 4 2 5 : 5 8 6 : 1 3 6 : 2 8 6 : 4 3 6 : 5 9 7 : 1 4 7 : 2 9 7 : 4 4 8 : O 0 C C u s / l > . 8 0 8 .8BO 2 . 4 4 0 1 5 . 8 3 2 2 5 . 7 7 2 1 8 . 2 4 9 8 . 7 4 6 4 . 8 5 5 2 . 4 1 7 . 7 7 8 . 0 0 0 ! 2 5 . 8 0 1 3 0 . 0 _ 1 5 . 0 _ 2 5 . 8 0 1 Z e i t = o.o_ oTiest

A b b . 4 . 2 . 3 . Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Neuenburg (FluBkm. 199.25 Kanal).

Alap»iMOdel Rhein 2.0 M a p k i e p v e p s u c h 0 4 / 8 9 L: B o w e n p i j n k M P = 1 7 4 . 1 M: B o v e n p i j n k n p = B e p e c h n e t e M a s s e : 8 7 . 3 9 Kgr < = 1 0 a . 7 6 X > C (ua/'l 3 0 . 0 _ 2 1 1 . 1 Zeit OT 8:18 0T 8:36 OT 8:S5 0T 9:13 OT 9:32 OT 9:se OT1O:09 0Tia:27 0T10:45 0Tii:e4 0T11:22 C tus/l ) .oee .000 1.722 12.409 21.764 16.350 7.911 ! 4.311 2.175 .701 .137 n a x = 2 1 . 8 9 0 Ze 1 5 . 0 _ o.o_ OT 8St it = OT 9:34 OTlOSt OTlSS't

Abb. 4.2.4. Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Fessenheim (FluBkm. 211.1 Kanal).

AlaPMMOdel R h e i n 2 . 0 M a p k i e p v e p s u c h 04X89 lê'. B o v e n p i j n kMP = 1 7 4 . 1 M: B o v e n p i j n knp = B e p e c h n e t e Masse : 7 8 . 1 3 Ksr ( = 9 8 . 2 9 X > 2 4 1 . 0 5 Zeit OTlS:3S OT16:l2 OT16:49 0T17:26 eTi8:03 OT18:40 0T19:17 eTi9:s4 0T2e:31 eT2l:08 OT21:45 c Cusr/i > .OOO .0OO .4SO 4.476 9.309 8.097 4.O60 2.127 1.097 i .350 .063 n a x = 9 . 6 8 0 9 . 6 8 0 Z e i t OTlSSt OT18:16 OTlSSt IT BSSt Abb. 4 . 2 . 5 . V e r g l e i c h b e r e c h n e t e r und g e m e s s e n e r K o n z e n t r a t i o n s -v e r l a u f b e i b e r e c h n e t e r M a r k i e r s t o f f m e n g e f ü r M a r c k o l s h e i m (FluBkm. 2 4 1 . 0 5 K a n a l ) .

A1apnnode1 R h e i n 2 . 0 M a p k i e p v e p s u c h 0 4 / 8 9 L: B o v e n p i j n knp = 1 7 4 . 1 U: B o v e n p i j n knp B e p e c h n e t e Masse : 7 8 . 5 1 Ksr C = 9 8 . 2 3 > ! > 2 5 6 . 6 Ze it O T 2 i : e o e T 2 2 : o o O T 2 3 : o o i ^ T IT IT IT IT

i ^^

i IT IT e : 0 O 1:00 2 : 0 0 3 : 0 0 4 : 0 0 s : O 0 6:0O 7:oo C Cuar/l > i .001 1.639 6 . 6 4 9 5 . 9 9 8 2 . 4 7 4 1.149 .340 .067 .036 .033 .030 C < u s r / l 8 . 0 _ _{7 . 5 4 5} 4 . O 7 . 5 4 5 Z e i t = O T 2 1 S t e T 2 3 : 1 9 IT 8S^

Abb. 4.2.6. Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Rheinau (FluBkm. 256.6 Kanal).

AlaPMnodel Rhein 2.O Mapkiepvepsuch 04/89 L: B o v e n p i j n knp = 1 7 4 . 1 U: B o v e n p i j n knp = B e p e c h n e t e Masse : 6 6 . 4 6 Ksr ( = 9 7 . 2 7 x > Zeit IT 3:oo IT 4 : O 0 IT s:oo IT 6:eo IT 7:oo IT 8:0O IT 9:O0 1 T 1 0 : 0 O i T i i : O 0 1 T 1 2 : 0 O 1 T 1 3 : O 0 C Cus/l > .O06 .640 3 . 0 6 1 4 . 5 S e 3 . 3 9 0 1 . 7 4 0 .985 .529 .208 .083 .034 C t u s r / I 5 . 0 ^ 2 . 5 _ 4 . 5 8 3 2 7 2 . 3 3 * ^ , * 4 . 5 8 3 Z e i t = IT OSt IT 5 : 5 5 I T 9 S t l T 1 9 S t Z e i t 2T 4 » t

A b b . 4 . 2 . 7 Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Gerstheim (FluBkm. 272.55 Kanal).

A1apnno de1 Rhe in 2.O Mapkiepvepsuch 04/89 L: Bovenpijn knp = 174.1 U: Bovenpijn knp = Bepechnete Masse : 61.22 Ksr < = 97.83x > 288.2 j Zeit IT 7 : e e IT 8:BO IT 9:00 i T i 0 : e 0 iTii:eo 1 T 1 2 : 0 0 i T i 3 : e 0 i T i 4 : e 0 i T i 5 : e 0 1 T 1 6 : O 0 i T i 7 : e 0 -" "1 C (usr/l > .005 • O i l .617 2 . 4 1 8 3.812 3 .124 1.691 ! .965 .579 .273 .118 i ! nax = 3.850 4 . 0 _ 2 . 0 ^ o_ 3 . 8 5 0

1' \

1 1 -S-i^»—-.,». _ _ ' \ ' 1 Zeit IT 6St 1T11:03 lT15St 2T ISt Zeit 2T10Sttl I I I

Abb. 4.2.8. Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für StraBburg (FluBkm. 288.2).

Alapnnodel Rhein 2.O Mapkiepvepsuch 04/89 L: Bovenpijn knp = 174.1 H: Bovenpijn knp = Bepechnete Masse : 57.92 Kgr < = 103.63'/ > C Cusr/1 294.15 Zeit IT 8:00 IT 9:O0 l T 1 0 : 0 O 1 T 1 1 : 0 0 1 T 1 2 : O 0 1 T 1 3 : O 0 1 T 1 4 : O 0 l T 1 5 : 0 e 1 T 1 6 : 0 0 1 T 1 7 : 0 0 1 T 1 8 : 0 O C (usr/1 2 3 2 1

> i

.003 0 0 7 O S 0 775 ! 3 6 7 i 1 0 1 2 9 5 3 3 8 821 5 7 7 4 2 0 3.192 4.0 2.0_ Zeit 3.192 2T10fit

Abb. 4.2.9 Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Kehl (FluBkm. 294.15).

Alapnnodel Rhein 2.O Mapkiepvepsuch 04/89 L: B o v e n p i j n knp = 1 7 4 . 1 M: B o v e n p i j n knp = B e p e c h n e t e Masse : 8 7 . 1 3 Ksr < = 99.66V: > C <usr/l 3 1 0 . 5 Zeit 1 T 1 4 : B B 1 T 1 5 : B 8 1 T 1 6 : B 8 l T 1 7 : 8 a 1 T 1 8 : B B 1 T 1 9 : B 0 1 T 2 0 : O O 1 T 2 1 : O 0 1 T 2 2 : O 0 1 T 2 3 : O 0 2T 0:00 C Cusr/1 ) .006 .017 .324 1.313 ! 2 . 3 9 7 2.761 2.423 1.751 1 . 1 8 0 .836 .636 2 . 7 8 3 1 . 5 _ 2 . 7 8 3

v^A.

/

I

! / / '-\ • A A \ *rt^ • * > ^ •I • . -1^ + + * 1 • • ' • 1 Z e i t l T 1 2 S t 1 T 1 8 : 4 3 l T 2 1 S t 2T 7 S t Z e i t 2T16Stt

A b b . 4 . 2 . 1 0 . Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Gambsheim (FluBkm. 310.5).

Alapnnodel Rhein 2.O Mapk i e pv e ps uc h 04/8 9 L: Bovenpijn knp = 174.1 U: Bovenpijn knp = Bepechnete Masse : 78.35 Ksr < = 101.06X > 340.3 Ze 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2T 2 T 2T 2T i t e : o e 1 : 0 0 2 : 0 0 3:O0 4 : o 0 s : O 0 6 : 0 0 7:0O 8:O0 9 : 0 0 2 T i e : O 0 C <usr/l > .0O4 . 0 9 6 . 4 1 6 . 9 2 1 1 . 4 4 6 1 . 7 9 6 1 . 8 4 4 1 . 6 2 8 1 . 2 9 6 . 9 7 3 . 7 3 4 nax = 1.871 2T OSt Zeit = 2T 5:49 3T 4S!t

Abb. 4.2.11. Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Plittersdorf (FluBkm. 340.3). A l a p n n o d e l R h e i n 2 . 0 M a p k i e p v e p s u c h 0 4 / 8 9 L: B o v e n p i j n knp = 1 7 4 . 1 H: B o w e n p i j n knp = B e p e c h n e t e Masse : 6 5 . 6 9 Ksr < = 1 0 1 . 0 6 X > C <usr/l 3 4 0 . 3 1 Z e i t 2T o : o o 2T 1 : 0 0 2T 2 : 0 0 2T 3 : o o 2T 4:0O 2T 5:0O 2T 6 : 0 e 2T 7:BB 2T 8 : B 8 2T 9 : 8 0 2 T i a : 0 O C <uar/l > . 0 0 3 . 0 8 1 . 3 4 9 . 7 7 2 1 . 2 1 3 1 . 5 0 5 1 . 546 1 . 3 6 5 i 1 . 0 8 7 . 8 1 8 . 6 1 5 2 . 0 . 1 . 0 _ 1 . 5 6 8 Z e i t = 3T 4Slt

A b b . 4 . 2 . 1 2 . Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei 'kalibrierter' Markierstoffmenge für Plittersdorf (FluBkm. 340.3).

A l a p n n o d e l R h e i n 2 . 0 M a p k i e p v e p s u c h B 4 / 8 9 L: B o v e n p i j n k n p = 1 7 4 . 1 U: B o v e n p i j n k n p = B e p e c h n e t e M a s s e : 1 8 7 . 7 3 Ksr < = 1 8 4 . B6y: > 3 6 2 Z e i t 2T 4 : 8 0 2T 5 : 0 O 2T 6 : e o 2T 7 : o e 2T 8 : O 0 2T 9 : 0 0 2 T l 0 : e 0 2 T i i : o e 2 T i 2 : e 0 2 T 1 3 : 0 O 2 T 1 4 : 0 0 C <usr/l > . 0 1 4 . 2 4 0 . 6 8 6 1 . 2 8 3 1 . 8 3 9 2 . 1 5 8 2 . 0 8 9 1 . 8 1 8 1 . 4 9 0 1 . 1 9 0 . 9 4 6 n a x = 2 . 1 7 9 Zeit = 4 T OStt

Abb. 4.2.13 Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei berechneter Markierstoffmenge für Maximiliansau (FluBkm. 362.0). A l a p n n o d e l R h e i n 2 . 0 M a p k i e p v e p s u c h 0 4 / 8 9 L: B o v e n p i j n k n p = 1 7 4 . 1 U : B o v e n p i j n k n p B e p e c h n e t e M a s s e : 8 3 . 2 5 Ksr < = 104.06/. > 3 6 2 Z e i t 2T 4 : O 0 2T 5 : o e i 2T 6 : o o 2T 7 : 0 0 2T 8 : 0 0 2T 9 : 0 0 2 T 1 O : 0 0 2 T l l : 0 0 2 T 1 2 : 0 0 2 T 1 3 : 0 0 2 T 1 4 : 0 O C <usr/l > . o i l . 1 8 5 . S 3 0 . 9 9 1 1 . 4 2 1 1 . 6 6 7 1 . 6 1 5 1 . 4 0 5 1 . 1 5 1 ! . 9 2 0 . 7 3 1 c <usr/i 2 . 0 _ 1 . 0 . 0 _ 1 . 6 8 4 • ^ / : \ /

V^

•tA.tjt.y X*±tr-^^-*-H-rH.^4.f^.^ 1 . 6 8 4 Z e i t T 2T OSt 2T 9 : 0 6 2 T 1 6 S t 1 3T e s t Z e i t 4T 0Slt

Abb. 4 . 2 . 1 4 . Vergleich berechneter und gemessener

Konzentrations-verlauf bei 'kalibrierter' Markierstoffmenge für Maximiliansau (FluBkm. 362.0).