Erstellung von hydrodynamisch-numerischen Modellen der Lahn (LOS 1), der Mosel (LOS 2) und der Saar (LOS 3)

Die zu erbringende Leistung besteht in der Erstellung eines anwendungsreifen Delft-3D-Flexible Mesh-Modells (Delft3D-FM-Modells) der Lahn zwischen Badenburg (km -11,2) und der Mündung in den Rhein (km 137,3) inklusive des Rheinabschnitts vom Pegel Braubach bis Pegel Koblenz. Das Modell muss den gesamten Abflussbereich von Niedrigwasser (NW) bis zu extremen Hochwassern (HWextrem) beschreiben können. Alle abflussrelevanten Prozesse inkl. bestehender Bauwerke und deren Betrieb sind in der 2D-Modellierung abzubilden. Es muss auf der gesamten Modellstrecke den Ansprüchen der unterschiedlichen stationär und instationär zu modellierenden Anwendungsfälle (u.a. gewässerkundliche Ist-Beschreibung und Szenarienrechnungen) genügen. Moldellaufbau: Neben der Lahn selbst sind im Modell die Mündungsbereiche der größeren Lahnzuflüsse hydraulisch abzubilden. Alle weiteren, kleineren Zuflüsse sind als Quellen / Senken (2D) bzw. als diffuse laterale Zuflüsse (1D) abzubilden. Das Modell umfasst somit eine Gewässerlänge von ca. 181 km. Hierbei entfallen ca. 151 km auf die Lahn, 12 km auf den Rhein und ca. 18 km auf größere Nebenflüsse und deren Mündungsbereiche. Um strecken- und wasserstandsabhängige Fließwiderstände berücksichtigen zu können, ist die Abbildung des Bewuchses im Delft3D-FM Modell in Form von flächenhaften trachytopes (Zonen gleicher wasserstandsabhängiger Rauheitsansätze) vorgesehen. Im Modell ist die aktuelle Stauzielregelung der 32 Lahnwehre (darunter Doppelwehre, bewegliche und feste Wehre und Wehre mit Aufsatz) abzubilden und Hochwasserschutzstrukturen (bspw. Deiche) sowie weitere, strömungsbeeinflussende Bauwerke (bspw. Leitwerke) in und an der Lahn sowie in den Mündungsbereichen der Nebengewässer in ihrer Geometrie sowie Funktion zu berücksichtigen. Für die Steuerung der 9 beweglichen (Doppel-)Wehre an der Lahn ist die zu erstellende Delft3D-FM-Modellinstanz mit einem ebenfalls zu erstellenden Real-Time-Control-Modell (RTC-Modellinstanz) zu koppeln/erweitern. Modellanwendung: Das Modell muss im Rahmen der Beauftragung angewendet werden, um für 30 gleichwertige Abflusslängsschnitte stationäre Wasserspiegellagen der Lahn zu berechnen und darauf basierend die Abflusskurven der wichtigsten Lahnpegel zu plausibilisieren. Ebenso ist es Bestandteil des Projekts, resultierende Wasserspiegellagen für n-1-Fälle für die beweglichen Wehre für die Stauhaltung der Lahn zu berechnen. Diese Modellergebnisse gehen in einen Fachdatensatz für den Flusshydrologischen Fachdienst FLYS der BfG ein, der ebenfalls im Rahmen des ausgeschriebenen Auftrags abzuleiten ist. Für ausgewählte Haupt- und Extremwerte des Abflusses müssen die resultierenden Überschwemmungsflächen, Wassertiefen und Strömungsverhältnisse kartografisch bereitgestellt und ausgewertet werden. Ergänzende Informationen zu FLYS finden sich unter: https://www.bafg.de/FLYS. Modelllauffähigkeit: Das Delft3D-FM-Modell muss beim AG sowohl auf einem Windows-PC mit 4 Rechenkernen als auch auf einem Rechencluster mit bis zu 7 Knoten zu je 48 Rechenkernen und LINUX-Betriebssystem betrieben werden können. Aufgrund des großen Umfanges des Modellgebietes und der vielfältigen Nachnutzungsbedarfe ist auf die Strukturiertheit der Datenhaltung ein besonderes Augenmerk zu legen. 1D-SOBEK-Modell Basierend auf den Grundlagen und Ergebnissen der 2D-Modellierung muss außerdem ein für die MW-/NW-Vorhersage des Rheins anwendbares SOBEK2-1D-Modell der Lahn für die Strecke vom Pegel Gießen-Klärwerk bis zur Mündung in den Rhein (ca. 140 km) aufgebaut werden. Auch dieses Modell muss grundsätzlich für den gesamten Abflussbereich zwischen NW und HW anwendbar sein, wobei der Fokus der Kalibrierung auf NW- und MW-Ereignissen liegt. Kalibrierung und Validierung sind für das SOBEK-Modell lediglich instationär durchzuführen. Die ausführliche Beschreibung der zu erbringenden Leistungen entnehmen Sie bitte den Vergabeunterlagen.