Flow Calculations with GERRIS

  Dieser gewaltige Bergsturz wurde durch eine Rutschung von etwa 4 km³ Felsmasse ausgelöst. Der Tsunami wurde im Artikel ** beschrieben und mit GERRIS nachgerechnet. Es wird hier versucht eine Nachrechnung mit in GERRIS eingeschlossenenProf Popinet Sub-Marine-Landslide Modul (Autor des Moduls P.Watt) zu simulieren. Dieser Ansatz stellt eine Vereinfachung des Modells von Williams dar. Es ist jedoch immer fraglich inwieweit eine genaue Erfassung der gleitenden Massen wirklich gegeben ist und damit sind die Vereinfachungen von P.Watt zu rechtfertigen. Bei genauer Kenntnis der gleitenden Massen ist jedoch der Ansatz von Williams angeraten.  Zur Beurteilung von Flach-wasserwellen-Ausbreitungen und Debris-Fließ-Vorgängen wird die Verwendung des Programmsystems GERRIS , entwickelt von Prof. Dr. POPINET dem Spezialisten für die Lösung von Flachwasser-Gleichungen und DEBRIS-Strömungen --speziell bei Vulkanen-- , aufgezeigt. Ihm ist auch zu verdanken, dass die Differenzen-Methode wieder eine weite Verbreitung  erfahren hat.  Dies war auch die große Anregung für mich die Differenzen-Methode für die räumliche Temperaturberechnung für den Beton-Abbindevorgang bei Talsperren, in der speziellen Form von DUBAS, zu eränzen.
Da diese Integrationsbereiche einander bei der Differenzen-Methode  überlappen ist jedoch im Regelfall der Einfluss nicht von gravierender Bedeutung. Die Lösungsordnung steigt jedoch um die Ordnung 1, welches für die Temperaturberechnung am Rande von Betonblöcken vorteilhaft ist.

Untersuchung des Fels-Rutsches der Insel Ta’u und Darstellung der maximalen Wellen-Höhen erfolgen nachfolgend.

Insel Ta'u Luftaufnahme
Bild 1) Luftansicht der Insel Ta’u aus dem Artikel von **


Die Berechnungen mit GERRIS Modul Landslide ergaben folgende Maxima für die Wellenhöhen. Dabei wurden die Werte von Williams etwa um 20% erhöht. Trotzdem hat Williams noch größere Werte für die Wellenhöhen im Abstand von 3 min vom Ereignis erhalten.

Insel Ta'u Max Tides mit GERRIS
Bild 2) Berechnung nach GERRIS Hmax bis 6 min nach dem Gleitereignis

Geologie Insel Tau
Bild 3)  Geologie des Rutschkörpers auf der Insel Ta’u aus S.Williams **

Die Nachrechnungen dieses Rutsch-Ereignisses mussten vorerst die Geschichte der Meeresboden-Überdeckung aus diesem Rutsch über die Zeit beschreiben. Jeder Zeitschritt besteht aus einem Meeresprofil welches langsam über die Zeit ansteigt. Diese Profile werden sodann in das Programm eingeprägt. Um dies einfach zu gestalten wurden diese Daten mittels eines Programms erstellt. Zur Eingabe dieser Daten erfolgte einer Veränderung des Programmcodes, um einfach lesbare und einfach plotbare Dateistrukturen zu ermöglichen. Anbei das Ergebnis der Berechnungen. Dabei wurde nur näherungsweise die Rutschmassen eingeleitet und die damit erhaltenen Wellenhöhen liegen etwas unterhalb der von S. Williams ** errechneten. Jedoch sollte hier nur die grundsätzliche Funktionsweise der Berechnung aufgezeigt werden, um eine Anwendung für die Lawinen-Einbringung in das Talbecken darzustellen. Bild 2) ein Plot der maximalen Wellenhöhen biszum Zeitpunkt 521 sec nach Beginn des Rutsch-Ereignisses.
Anschießend ein Bild aus der Vergleichsberechnung mit dem neuen CODCOT 1.7.

Tau Geländerutsch
Bild 4) Geländerutsch-Berechnung mittel COMCOT 1.7, als Vergleichs-Test durchgeführt


**) Williams Shaun, Davies Tim. Cole Jim: CATASTROPHIC FLANK COLLAPSE ON
    TA’U ISLAND AND SUBSEQUENT TSUNAMI. HAS THIS OCCURRED DURING THE
    LAST 170 YEARS? Natural Hazards Research Centre, Department of Geological Sciences, Uni-
    versity of Canterbury, PB 4800, Christchurch, New Zealand. In: Journal of Tsunami Society
    International, Nr. 3 Volume 31 (2012)