Quelltext der Seite Wasserwirtschaftliches System / Systemlogik/en

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In TALSIM-NG erfolgt die Modellierung eines wasserwirtschaftlichen Systems unter Verwendung definierter Elementtypen, welche die relevanten Kenngrößen und Parameter der realen Objekte nachbilden. Diese Systemelemente sind mit spezifischen Eigenschaften und Methoden ausgestattet, wie z.B. Berechnung der Abflussbildung, Abflusskonzentration, Seeretention usw., und besitzt definierte Ein- und Ausgabeschnittstellen. Ein Modellsystem wird gemäß den naturräumlichen Gegebenheiten somit aus natürlichen oder versiegelten Flächen, Gewässerstrecken, Speichern, Verzweigungen u.a. zusammengesetzt, deren Verknüpfung das Fließschema ergibt. Auf diese Weise sind beliebige Systemkonfigurationen möglich. Die grafische Darstellung und Bearbeitung im System-Editor unterstützt diesen Vorgang. Auch die Eingabe der erforderlichen Kenngrößen und Parameter der Systemelemente erfolgt mit grafischer Unterstützung. 


==Systemelement==

Ein Simulationsmodell zur Steuerung von Speichern erfordert die Repräsentation aller relevanten Objekte und Prozesse eines Wasserwirtschaftssystems, wenn es Zusammenhänge und Wechselwirkungen mit anderen hydrologisch wirksamen Elementen, wie z.B. Einzugsgebiete und Flußläufe, berücksichtigen soll. Wie bereits beschrieben, führt dies zur Bildung von Systemelementen. Die wesentlichsten Eigenschaften eines Systemelementes sind nachfolgend aufgelistet.

# Ein Systemelement integriert zusammengehörende Transport- und Speicherprozesse zu einer Berechnungseinheit.
# Ein Systemelement besitzt Eigenschaften in Form von Kenngrößen und Parameter. Kenngrößen sind eindeutig bestimmbare Merkmale von Systemelementen. Parameter sind ebenfalls Merkmale von Systemelementen, die aber einer Kalibrierung und Verifikation unterliegen.
# Systemelemente besitzen ihrem Typ nach entsprechende Methoden, die das Verhalten eines Elementes beschreiben. Belastungen, die auf das Element wirken, lösen, unter Benutzung der Methoden, Systemreaktionen und -zustände aus.
# Unter gleichen Belastungen sowie gleichen Kenngrößen und Parametern liefern die Methoden immer gleiche Systemreaktionen und -zustände.

Zur Abbildung der verschiedenen Systeme werden folgende Systemelemente benötigt. Zu den Elemente sind die hydrologischen und hydraulischen Eigenschaften und Methoden hinzugefügt.
{| class="wikitable"
|-
! Systemelement                 !! Wichtige Belastungen     !! Eigenschaften/Methoden      !!Ausgang         !! Berechnungsoption
|- style="vertical-align:top;"
| Natürliches Einzugsgebiet 
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement001.png|zentriert|50px]]    
|
* Niederschlag
* Temperatur
* Verdunstung
|
* Bodenkennwerte / Landnutzung
* Abflussbildung
* Abflussaufteilung
* Abflusskonzentration
* ...
|
* Oberflächenabfluss (natürlich)
* Basisabfluss
* Gesamtabfluss
* Interflow
| Niederschlag-Abfluss Simulation mittels:
* Einfaches Abflussbeiwertverfahren
* SCS-Verfahren mit 21 Tage Vorregenindex
* Komplexe nichtlineare Bodenfeuchtesimulation mit Elementarflächen
|- style="vertical-align:top;"
| Urbanes Einzugsgebiet
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement001.png|zentriert|50px]]   
|
* Niederschlag
* Temperatur
* Verdunstung
|
* Anteil befestigter Flächen
* Abflussbildung
* Abflussaufteilung
* Abflusskonzentration
* ...
|
* Oberflächenabfluss (urban)
* Basisabfluss
* Gesamtabfluss
* Interflow
| Niederschlag-Abfluss Simulation mittels:
* Einfaches Abflussbeiwertverfahren
* SCS-Verfahren mit 21 Tage Vorregenindex
* Komplexe nichtlineare Bodenfeuchtesimulation mit Elementarflächen
|-style="vertical-align:top;"
| Einleitung 
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement002.png|zentriert|50px]]     
|
|
* Wassermengeneintrag
* Wassergüteeintrag in das System
|
* Gesamtabfluss
| Einlesen von Zeitreihen als Schnittstelle zu
* Messzeitreihen
* Synthetischen Zeitreihen
|- style="vertical-align:top;"
| Transportstrecke
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement003.png|zentriert|50px]]   
|
* Zufluss
|
* Translation
* Retention
|
* Abfluss
* Wasserspiegel
| Wellenablaufberechnung mittels:
* Einfachem Translationselement ohne Retentionsberechnung
* Rohrleitung mit Translation und Retentionsberechnung
* Offene Gerinne mit Angabe eines Querprofils, Berechnung mit einem erweiterten Ansatz nach Kalinin-Miljukov
* Benutzung einer Wasserstand-Abfluss Beziehung (z.B. aus Wasserspiegellagenberechnungen)
|- style="vertical-align:top;"
| Verbraucher
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement004.png|zentriert|50px]]   
|
* Zufluss
| 
* Verbrauchsverhalten
* Zuschuss aus anderen Gebieten
* Wiedereinleitung in das System
|
* Wiedereinleitung
* Zuschuss
* Gesamtabfluss
| Transportverhalten in Wasserwerken oder Versorgungsleitungen (auch Einspeisungen):
* Bedarfsverhalten
* Zuschussverhalten
* Wiedereinleitung in das System
:* Prozentuale Aufteilung
:* Aufteilung mittels eines Schwellwertes
:* Aufteilung gemäß der Kennlinie
|-style="vertical-align:top;"
| Verzweigungen
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement005.png|zentriert|50px]]   
|
* Zufluss
|
* Verteilungsvorschrift
|
* Zwei Abflüsse
| Aufteilung des Abflusses in zwei Abflüsse. Berechnung mittels:
* Prozentuale Aufteilung
* Aufteilung mittels eines Schwellwertes
* Aufteilung mit Hilfe einer zuflussabhängigen Kennlinie
* Aufteilung gemäß Betriebsregeln
|- style="vertical-align:top;"
| Speicher
* Talsperren
* HWRB
* RRB
[[Special:MyLanguage/Datei:Systemelement006.png|zentriert|50px]]   
|
* Zufluss
optional:
* Niederschlag
* Verdunstung
|
* Speicherinhaltskurve
* Speicheroberflächenkurve
* Leistungsfähigkeit der Betriebseinrichtungen
* Betriebsregeln
* Versickerungsverhalten
* ... 
|
* Abgaben
* Speicherinhalt
| 
* Berechnung der Seeretention unter Berücksichtigung nicht-linearer Abhängigkeiten
* Anwendung verschiedenster Steuerungsmöglichkeiten, z.B.
:* speicherinhaltsabhängige Abgaben
:* Lamellenplan
:* Zuflussabhängige Abgaben
:* Abgaben zur maximalen Energieerzeugung bei Turbinen
:* Sonstige vom Anwender frei vorzugebende Betriebsregeln
|-
|}


==Systemplan==

Die Erzeugung eines auf die jeweilige Problemstellung zugeschnittenen wasserwirtschaftlichen Systems erfolgt auf graphischem Wege durch das Zusammensetzen verschiedener Systemelemente. Die Anordnung der Elemente folgt dabei den tatsächlichen Fließbeziehungen und stellt ein Abbild der Realität dar. Sind alle Komponenten auf der graphischen Oberfläche erstellt und durch die Fließwege miteinander verbunden, liegt die vollständige Systemstruktur bzw. der Systemplan vor.

Der Systemplan muss für jede Variante neu erstellt werden.


===Systemelemente implementieren===

Zunächst [[Special:MyLanguage/Simulationsprogramm#Neue Variante anlegen|erstellen]] Sie eine neue Variante oder [[Special:MyLanguage/Simulationsprogramm#Variante aktivieren|aktivieren]] Sie eine bereits bestehende Variante. 
Haben Sie eine neue Variante angelegt, öffnet sich der Systemplan mit lediglich dem Zielpegel ZPG. Dieses Element ist immer in einem Systemplan vorhanden, da dieser die Systemlogik abschließt.