Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Behandlung künstlicher Speicher und Überleitungen in der alpinen Niederschlags-Abfluss-Vorhersage
Zusammenfassung Ein großer Anteil der Durchflusspegel in Österreich weist eine anthropogene Beeinflussung durch Speicherbewirtschaftung oder künstliche Überleitungen auf. Die gemessenen Zeitreihen sind nur eingeschränkt zur Erstellung und Kalibrierung von hydrologischen Niederschlags-Abfluss-Modellen verwendbar, da diese Modelle üblicherweise ungestörte natürliche Systeme simulieren. Vor allem der Verlust der natürlichen Dynamik und der saisonalen Verschiebung des Abflusses in alpinen Kopfeinzugsgebieten stellt dabei eine Herausforderung dar. Zusätzlich fehlen häufig kleinräumige Messdaten in Untereinzugsgebieten. Trotz beeinflusster Durchflussmessdaten werden in der Praxis jedoch kalibrierte Niederschlags-Abfluss-Modelle benötigt, um ingenieurhydrologische Fragestellungen, auch für kleinere Untereinzugsgebiete, zu beantworten. Am Beispiel der stark anthropogen beeinflussten Stubache in Salzburg wird gezeigt, wie aus sekundären Messdaten wie Wasserständen in Speicherseen, Wasserfassungsdaten sowie Druckleitungsdaten, natürliche Abflüsse für sehr kleine Einzugsgebiete abgeschätzt und zur Kalibrierung des N‑A-Modells COSERO verwendet werden können. Hierfür wird für Einzugsgebiete mit Speicherseen eine Bilanzierung aller Zu- und Abflüsse sowie die Veränderung des gespeicherten Volumens durchgeführt und dadurch der lokale Abfluss des Gebiets abgeschätzt. Teilweise können auch Daten der Wasserfassungen und Beileitungen verwendet werden, um die Abflussbeiträge aus den Zubringergebieten zu ermitteln. Messunsicherheiten und zeitliche Verschiebungen werden dabei durch zeitliche Aggregierung ausgeglichen, was zu Zeitreihen mit 12- und 24-h-Auflösung führt. Die hydrologischen Simulationen zeigen meist gute Ergebnisse. Es konnten für den NSE und den KGE Spitzenwerte von 0,79 (0,79) und 0,85 (0,79) und mittlere Werte von 0,64 (0,57) bzw. 0,71 (0,58) für den Kalibrierungszeitraum (Validierungszeitraum) erreicht werden.
Behandlung künstlicher Speicher und Überleitungen in der alpinen Niederschlags-Abfluss-Vorhersage
Zusammenfassung Ein großer Anteil der Durchflusspegel in Österreich weist eine anthropogene Beeinflussung durch Speicherbewirtschaftung oder künstliche Überleitungen auf. Die gemessenen Zeitreihen sind nur eingeschränkt zur Erstellung und Kalibrierung von hydrologischen Niederschlags-Abfluss-Modellen verwendbar, da diese Modelle üblicherweise ungestörte natürliche Systeme simulieren. Vor allem der Verlust der natürlichen Dynamik und der saisonalen Verschiebung des Abflusses in alpinen Kopfeinzugsgebieten stellt dabei eine Herausforderung dar. Zusätzlich fehlen häufig kleinräumige Messdaten in Untereinzugsgebieten. Trotz beeinflusster Durchflussmessdaten werden in der Praxis jedoch kalibrierte Niederschlags-Abfluss-Modelle benötigt, um ingenieurhydrologische Fragestellungen, auch für kleinere Untereinzugsgebiete, zu beantworten. Am Beispiel der stark anthropogen beeinflussten Stubache in Salzburg wird gezeigt, wie aus sekundären Messdaten wie Wasserständen in Speicherseen, Wasserfassungsdaten sowie Druckleitungsdaten, natürliche Abflüsse für sehr kleine Einzugsgebiete abgeschätzt und zur Kalibrierung des N‑A-Modells COSERO verwendet werden können. Hierfür wird für Einzugsgebiete mit Speicherseen eine Bilanzierung aller Zu- und Abflüsse sowie die Veränderung des gespeicherten Volumens durchgeführt und dadurch der lokale Abfluss des Gebiets abgeschätzt. Teilweise können auch Daten der Wasserfassungen und Beileitungen verwendet werden, um die Abflussbeiträge aus den Zubringergebieten zu ermitteln. Messunsicherheiten und zeitliche Verschiebungen werden dabei durch zeitliche Aggregierung ausgeglichen, was zu Zeitreihen mit 12- und 24-h-Auflösung führt. Die hydrologischen Simulationen zeigen meist gute Ergebnisse. Es konnten für den NSE und den KGE Spitzenwerte von 0,79 (0,79) und 0,85 (0,79) und mittlere Werte von 0,64 (0,57) bzw. 0,71 (0,58) für den Kalibrierungszeitraum (Validierungszeitraum) erreicht werden.
Behandlung künstlicher Speicher und Überleitungen in der alpinen Niederschlags-Abfluss-Vorhersage
Wesemann, Johannes (Autor:in) / Holzmann, Hubert (Autor:in) / Schulz, Karsten (Autor:in) / Herrnegger, Mathew (Autor:in)
2018
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Behandlung künstlicher Speicher und Überleitungen in der alpinen Niederschlags-Abfluss-Vorhersage
| Springer Verlag | 2018
Unsicherheitsanalyse in der Niederschlags-Abfluss Modellierung
| HENRY – Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) | 2008
Niederschlagsdisaggregation für hochaufgelöste Niederschlags-Abfluss-Simulationen
| HENRY – Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) | 2018
Niederschlags-Abfluss-Modellierung mit Long Short-Term Memory (LSTM)
| Springer Verlag | 2021