Jahresbericht 2004 - Wasserverband Eifel-Rur

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Modellwesen
Verfasser: Dr.-Ing. Gerd Demny
Was ist die wasserwirtschaftliche
Modellierung?
Die wasserwirtschaftliche Modellierung
beschäftigt sich mit der Simulation
von Teilen des Wasserkreislaufes
mithilfe der Computertechnik. Die gebräuchlichsten
Computerprogramme
lassen sich in vier Gruppen einteilen:
Mit Hilfe eines Niederschlags-Abflussmodells
(NA-Modell) wird die Abflussbildung
berechnet. Dabei wird der
Weg des Wassers vom Niederschlag
bis zum Gewässerbett verfolgt. Im Ergebnis
erhält man die im Gewässer abfließende
Wassermenge. Um aber z.B.
die Auswirkungen eines Hochwassers
Der Wasserkreislauf
Versickerung
Modellwesen
Niederschlag
Grundwasser
Klima
Oberflächenabfluss
ausrechnen zu können,
reicht diese Information allein noch
nicht aus. Erst mit einem hydraulischen
Modell können die zum Abfluss gehörende
Wasserspiegellagen und damit
z.B. die bei Hochwasser entstehenden
Überschwemmungsflächen bestimmt
werden. Ein Hochwasserereignis kann
über die Weitergabe des Wasserdruckes
an das Grundwasser auch zu Kellervernässungen
in Gebäuden nahe am
Gewässer führen. Um die Entwicklung
der Grundwasserstände einschätzen zu
können, bieten sich Grundwassermodelle
an. Aber auch der Niedrigwasserfall
im Hochsommer ist von wasserwirtschaftlicher
Bedeutung, bei dem
der biochemische Stoffumsatz zu Was-
Verdunstung
Dr.-Ing.
Gerd Demny
serqualitätsproblemen führen kann.
Hier helfen Gewässergütemodelle, negative
Entwicklungen im Gewässer
nachzuvollziehen und Gegenmaßnahmen
zu entwickeln.
Wie das Modellschema „Verknüpfung
der wasserwirtschaftlichen Modelle“
zeigt, sind die Modelle voneinander
abhängig. Ausgangspunkt bei der wasserwirtschaftlichen
Modellierung ist
nahezu immer ein NA-Modell, das die
wichtige Größe Abfluss liefert. Mit
dem hydraulischen Modell werden
Wasserspiegellagen und Fließgeschwindigkeiten
ausgerechnet, die die
Eingangsgrößen für die Gewässergüteoder
die Grundwassermodellierung
darstellen.
Wozu wasserwirtschaftliche
Modellierung?
Der Wasserverband betreibt Bauwerke
wie Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken
und Regenüberlaufbecken, die
anhand von hydrologischen Größen
wie Abfluss, Wasserstand und auch
Stofffrachten dimensioniert werden.
Die erforderlichen Dimensionierungsgrößen
können mit Hilfe der Statistik
aus gemessenen Daten abgeleitet werden.
Dazu müssen jedoch sehr weit zurückreichende
Beobachtungen vorliegen.
So ist z.B. für die Bestimmung eines
Hochwasserereignisses, das statistisch
alle 100 Jahre vorkommt, ein Beobachtungszeitraum
von mindestens
30 Jahren erforderlich.