Belastungsdefinition/ Modellinput

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Belastungen wirken in Form von Niederschlag, Temperatur, Verdunstung, Zufluss, Stoffeintrag und Entnahmen auf ein wasserwirtschaftliches System ein.

Systemelemente die einen Wassereintrag in das System bringen sind insbesondere Einzeleinleiter und Einzugsgebiete. Verbraucher und Speicher können ebenfalls zusätzlichen Abfluss in das System bringen: Verbraucher über die Eingabe von Zuschüssen, Speicher über einen zugeordneten Niederschlag, der mit der aktuellen Speicheroberfläche skaliert ebenfalls einen Wassereintrag in das System bringt (insbesondere relevant bei Talsperren mit großen Wasserflächen).

Stoffeinträge in das System können nur über das Element Einzeleinleiter erfolgen.

Ein Eintrag/ Verlust von Wärmeenergie als solche ist aktuell nicht in der Oberfläche möglich. Über die Transportelemente kann aber bereits auf Datei-Ebene ein Wärmeeintrag/ -verlust erfolgen. Dabei kann sowohl eine Wassertemperatur am Auslass des Transportelements festgelegt werden, als auch der Wärmeaustausch zwischen der Wasseroberfläche und der Luft berechnet werden. Genaueres dazu siehe: Temperaturmodellierung. In der Oberfläche spielen Temperaturdaten lediglich bei der Verdunstungs- und Schneeberechnung und somit für den Wasserhaushalt eine Rolle. Wassertemperaturen der Systemelemente werden nicht simuliert.

Verluste an Wasser, Stoffen oder Wärmeenergie kann über die Elemente Verbraucher und Verzweigung erfolgen. Speicherelemente können, wenn die Verdunstungsberechnung aktiviert ist dem System ebenfalls Wasser entziehen. Über die Abflussaufteilung der Einzugsgebietselemente gibt es die Möglichkeit zusätzlich zum Verdunstungsterm einzelne Abflusskomponenten aus dem System zu leiten (z.B. den urbanen Oberflächenabfluss oder den tiefen Basisabfluss).

Je nach Simulationstyp und Systemelement gibt es unterschiedliche Möglichkeiten für die Eingabe von Belastungen:

Simulationstyp Langzeitsimulation

- Ganglinien

- Zeitreihen

Simulationstyp Kurzfristprognose

- Modellregen

- Hochwasserwellen aus Hochwassermerkmalen

Ganglinien: Jahres-, Wochen-, Tagesgang

Werden Ganglinien als Eingabeoption für eine Belastung gewählt, kann ein konstanter Wert mit einem wiederkehrenden konstanten Jahres- und/oder Wochen- und/oder Tagesgang skaliert werden. Bei Tagesgängen kann dabei pro Stunde am Tag ein Wert festgelegt werden, bei Wochengängen ein konstanter Wert pro Wochentag und bei Jahresgängen können entweder konstante Monatswerte festgelegt werden oder es können über konkrete Datumseingaben variable Grenzen gezogen werden. In den Datenblättern der Systemelemente erfolgt dabei lediglich die Zuordnung der Ganglinien. Die Ganglinien werden unabhängig von einzelnen Systemelementen in den jeweiligen Ganglinienfenstern erstellt.

Zeitreihen

Interpretation von Zeitreihen

Zeitreihen sind zeitliche Abfolgen von Daten, d.h. jeweils aufsteigenden Datums- und Zeitstempel sind Werte zugeordnet. Sowohl Messzeitreihen als auch simulierte Zeitreihen können als Modellinput verwendet werden.

Wichtig ist, dass die Zeitreihen, über den Simulationszeitraum lückenfrei sind. Eventuell vorhandene Lücken in den Zeitreihen, müssen vorher geschlossen werden (z.B. über Regressionen zu ähnlichen Zeitreihen oder durch andere Annahmen). Idealerweise aber nicht zwingenderweise liegen die Zeitreihen äquidistant in mindestens der Auflösung des Simulationszeitschrittes vor. Abgesehen von den Datums- und Zeitreihenwert ist für die Simulation auch die Interpretation der Zeitreihe entscheidend. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass Zeitreihen in der passenden Einheit angegeben sind (z.B. m³/s für den Abfluss oder mg/l für die Konzentration). Manche Systemelemente bieten die Option Zeitreihen mit einem zusätzlichen Faktor zu skalieren.

In den Datenblättern der Systemelemente erfolgt lediglich die Zuordnung der Zeitreihen. Die Zeitreihen werden unabhängig von einzelnen Systemelementen und sogar unabhängig von den Varianten und Projekten zentral in der Zeitreihenverwaltung erstellt und auf dem Server gespeichert, d.h. Zeitreihen eines Auftraggebers können in unterschiedlichen Projekten verwendet werden.