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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Analyse der Rauheit von kohäsiven Sedimentoberflächen"

Kohäsive Sedimente weisen ein anderes Erosionsverhalten auf, als Sedimente, in denen keine bindenden Kräfte wirken. Diese Arbeit untersucht, ob und inwieweit das Erosionsverhalten einer Sedimentprobe mit der Oberflächenrauheit der Probe zusammenhängt. Ziel ist es, den Einfluss der Rauheit und damit der Hydraulik auf die Erosionsprozesse näher zu beschreiben. Die hierfür ausgewertete Probe wurde vom IWS an der Staustufe Marckolsheim im Rhein entnommen und mithilfe des SETEG-Systems untersucht. Die dadurch entstandenen Rohdaten wurden für diese Arbeit zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt. In einer vorangestellten Literaturstudie werden verschiedene Rauheitsparameter zusammengetragen und diskutiert. Basierend darauf wird die Standardabweichung der Höhen als für diese Arbeit verwendetes Maß der Oberflächenrauheit ausgewählt. Für die Auswertung werden drei Matlab-Programme geschrieben, die die Gesamtfläche der Probe auswerten und zusätzlich eine Aufteilung in optional vier, neun oder 16 Teilflächen vornehmen, die wiederum einzeln ausgewertet werden. Untersucht werden die Variabilität und die räumlich verteilte Heterogenität von Erosionsraten und Rauheit, der Zusammenhang zwischen Erosionsraten und Rauheitsänderung und der Einfluss der Skalierung auf die Erosionsraten. Aus den Ergebnissen der Auswertung geht hervor, dass eine starke Korrelation zwischen der Änderung der Oberflächenrauheit und den Erosionsraten der betrachteten Probe besteht. Zudem wird gezeigt, dass die Oberflächenrauheit räumlich inhomogen verteilt ist. Die für diese Arbeit geschriebenen Matlab-Programme für die Auswertung der Daten können verwendet werden, um weitere Sedimentproben auszuwerten.