Testfälle, real und idealisiert, helfen dabei, neue Parameter zu optimieren und die praxisrelevanten Bereiche auszuloten
Zusammenfassung:Simulationswerkzeuge und die entsprechenden Modelle werden zur Beurteilung von unterschiedlichen, gravitativen Massenbewegungen und insbesondere für Lawinen eingesetzt. Modelle spielen unter anderem in der Prozesssimulation für die Abschätzung der Funktion und resultierenden Wirkung von Schutzwäldern nach Störungen oder Kalamitäten eine besondere Rolle (durch z.B. Sturm oder Käferbefall). Um Funktion und Effekt der Schutzwälder zu beurteilen, ist die Evaluierung der zu Grunde liegenden Fließmodelle notwendig, so dass Effekte wie erhöhter Waldwiederstand, Bremseffekte oder Ablenkung abgebildet werden können. Simulationsmodelle können auch als Werkzeuge eingesetzt werden, um die Funktion von technischen oder naturbasierten Schutzmaßnahmen zu bestimmen oder deren Wirkung abzuschätzen.
In ForestFrame Phase 1 wurde das aktuelle Wissen in Bezug auf Waldwirkung in Simulationsmodellen aufbereitet und Grundlagen zur Implementation, Evaluierung und Validierung mittels dem open-source Framework "AvaFrame" vorbereitet (siehe Projektbericht Phase 1). Ziel der Entwicklungskooperation ForestFrame Phase II ist die Arbeit aus der ersten Phase weiterzuführen. Es geht darum die vorgeschlagenen Änderungen in das Berechnungsmodul AvaFrame::com1DFA zu implementieren, Testfälle zu erheben und damit die Änderungen zu validieren und für den operationellen Betrieb zu evaluieren.
Handlungsempfehlungen für die Praxis:
Auf Basis der im Projekt erarbeiteten und veröffentlichten Testfälle ergibt sich folgende Handlungsempfehlung: die Identifikation von Waldflächen erfolgt weiterhin gutachterlich mittels Höhendifferenzen aus Oberflächen- und Geländemodellen (>10-15m) sowie Orthofotos. Für diese als Widerstandsgebiete definierten Wälder wurde ein adaptives Modell in AvaFrame::com1DFA zur Widerstandskraft entwickelt: Abhängig von Fließgeschwindigkeit (FV) und -mächtigkeit (FT) wird entweder Detrainment (Massenverlust bei FV<6 m/s oder FT<0,6 m), stark erhöhte Reibung (ξ=0,01 bei FV≥6 m/s und FT≥0,6 m) oder kein Widerstand (bei Überschreitung kritischer Maximalwerte) aktiviert. Diese regelbasierte Parametrisierung zielt auf physikalische Plausibilität ab, bedarf jedoch noch gezielter Validierungstests in der operationellen Anwendung.
BFW-Projektmitarbeiter*innen: Anna Wirbel | Christoph Hesselbach | Paula Spannring | Felix Oesterle | Frank Perzl
Testfälle, real und idealisiert, helfen dabei, neue Parameter zu optimieren und die praxisrelevanten Bereiche auszuloten
Zusammenfassung:Simulationswerkzeuge und die entsprechenden Modelle werden zur Beurteilung von unterschiedlichen, gravitativen Massenbewegungen und insbesondere für Lawinen eingesetzt. Modelle spielen unter anderem in der Prozesssimulation für die Abschätzung der Funktion und resultierenden Wirkung von Schutzwäldern nach Störungen oder Kalamitäten eine besondere Rolle (durch z.B. Sturm oder Käferbefall). Um Funktion und Effekt der Schutzwälder zu beurteilen, ist die Evaluierung der zu Grunde liegenden Fließmodelle notwendig, so dass Effekte wie erhöhter Waldwiederstand, Bremseffekte oder Ablenkung abgebildet werden können. Simulationsmodelle können auch als Werkzeuge eingesetzt werden, um die Funktion von technischen oder naturbasierten Schutzmaßnahmen zu bestimmen oder deren Wirkung abzuschätzen.
In ForestFrame Phase 1 wurde das aktuelle Wissen in Bezug auf Waldwirkung in Simulationsmodellen aufbereitet und Grundlagen zur Implementation, Evaluierung und Validierung mittels dem open-source Framework "AvaFrame" vorbereitet (siehe Projektbericht Phase 1). Ziel der Entwicklungskooperation ForestFrame Phase II ist die Arbeit aus der ersten Phase weiterzuführen. Es geht darum die vorgeschlagenen Änderungen in das Berechnungsmodul AvaFrame::com1DFA zu implementieren, Testfälle zu erheben und damit die Änderungen zu validieren und für den operationellen Betrieb zu evaluieren.
Handlungsempfehlungen für die Praxis:
Auf Basis der im Projekt erarbeiteten und veröffentlichten Testfälle ergibt sich folgende Handlungsempfehlung: die Identifikation von Waldflächen erfolgt weiterhin gutachterlich mittels Höhendifferenzen aus Oberflächen- und Geländemodellen (>10-15m) sowie Orthofotos. Für diese als Widerstandsgebiete definierten Wälder wurde ein adaptives Modell in AvaFrame::com1DFA zur Widerstandskraft entwickelt: Abhängig von Fließgeschwindigkeit (FV) und -mächtigkeit (FT) wird entweder Detrainment (Massenverlust bei FV<6 m/s oder FT<0,6 m), stark erhöhte Reibung (ξ=0,01 bei FV≥6 m/s und FT≥0,6 m) oder kein Widerstand (bei Überschreitung kritischer Maximalwerte) aktiviert. Diese regelbasierte Parametrisierung zielt auf physikalische Plausibilität ab, bedarf jedoch noch gezielter Validierungstests in der operationellen Anwendung.
BFW-Projektmitarbeiter*innen: Anna Wirbel | Christoph Hesselbach | Paula Spannring | Felix Oesterle | Frank Perzl