Modellierung des Wasserhaushalts des Unteren und ... - Espace

Projekt 

Modellierung des Wasserhaushalts 

des Mittleren und Unteren Maingebietes 

Auftraggeber 

Bayerisches Landesamt für Umwelt 

Bearbeitung: 

Dr. Winfried Willems, Dipl. Geogr. Peter Klotz, Dipl.-Math. Georg Kasper 

Ottobrunn im Oktober 2005 

Dr. Willems und Prof. Dr. Kleeberg GbR 

Institut für Angewandte Wasserwirtschaft und Geoinformatik 

Alte Landstrasse 12-14 . 85521 Ottobrunn 

www.iawg.de

IAWG Ottobrunn Seite 2 

Modellierung des Wasserhaushalts des Mittleren und Unteren Maingebietes Oktober 2005 

Gliederung 

1. Ziel und Vorgehensweise ...............................................................................................3 

2. Gebietscharakteristik......................................................................................................4 

2.1. Gebietsbeschreibung .................................................................................................4 

2.2. Gebietsgliederung, Pegel und Klimastationen ...........................................................7 

3. Datengrundlagen...........................................................................................................11 

4. Modellkonfiguration und Parametrisierung................................................................12 

4.1. Modellkonfiguration..................................................................................................12 

4.2. Interpolation der meteorologischen Größen ............................................................13 

4.3. Parametrisierung von Schnee-, Interzeptions-, Infiltrations- und Routingmodell .....15 

4.4. Veränderte Parametrisierung der Landnutzungstabelle ..........................................19 

5. Kalibrierung ...................................................................................................................21 

5.1. Kalibrierungsstrategie ..............................................................................................21 

5.2. Ergebnisse der Kalibrierung.....................................................................................25 

5.2.1. Ermittelte Bodenmodellparameter ....................................................................25 

5.2.2. Erzielte Gütemaße bei der Modellkalibrierung..................................................27 

6. Validierung und Langzeitsimulation des Wasserhaushalts......................................28 

6.1. Erzielte Gütemaße bei der Modellvalidierung ..........................................................28 

6.1.1. Modellvalidierung mit gemessenen Zuleitungen...............................................28 

6.1.2. Modellvalidierung mit simulierten Zuleitungen..................................................29 

6.2. Ergebnisse der Langzeitsimulation des Wasserhaushalts.......................................30 

6.2.1. Gütewerte der Langzeitsimulation für alle Pegeleinzugsgebiete ......................30 

6.2.2. Jährliche Wasserbilanzen für ausgewählte Pegel ............................................31 

6.2.3. Mittlere Jahressummen der Wasserhaushaltskomponenten............................32 

6.2.4. Mittlere Monatssummen und prozentuale Abweichungen des Abflusses.........32 

7. Detailbetrachtung Fränkische Saale ...........................................................................34 

8. Diskussion .....................................................................................................................37 

9. Zusammenfassung .......................................................................................................40 

10. Summary (english) ....................................................................................................42 

Literatur.................................................................................................................................44 

Verzeichnis der digitalen Daten ..........................................................................................46 

Anlage ...................................................................................................................................47



1. Ziel und Vorgehensweise 

Mit Vertrag vom 21.7.2005 beauftragt das Bayerische Landesamt für Wasserwirtschaft, jetzt 

Bayerisches Landesamt für Umwelt (BLfU), das IAWG mit der Wasserhaushaltsmodellierung 

für das Gebiet des Unteren / Mittleren Mains. Im Einzelnen sind dabei die folgenden Arbeits- 

schritte durchzuführen: 

1. Datenübernahme und Modellvorbereitung 

Die bereits präprozessierten Daten- und Modellgrids werden übernommen und geprüft, die 

Systemvariablen werden gesetzt und die Konfigurationen überprüft. 

2. Kalibrierung 

Die Kalibrierung der Modellparameter erfolgt durch Vergleich der Modellberechnungen mit 

gemessenen Abflüssen an einer vergleichsweise hohen Zahl von insgesamt 41 Pegeln. Die 

hier angewandte Vorgehensweise zur Festlegung der Parameter orientiert sich an den vom 

BLfU übergebenen Handlungsempfehlungen und erweitert diese durch Anwendung eines 

Optimierungsverfahrens zur automatisierten Kalibrierung. Die Kalibrierung wird über einen 

Zeitraum von 13 Jahren durchgeführt. Die im Zuge der Kalibrierung festgelegten Parameter 

werden hinsichtlich ihrer physikalischen Plausibilität überprüft. 

3. Validierung und Langzeitsimulation 

Die Parameter werden über einen vom Kalibrierungszeitraum unabhängigen Zeitraum vali- 

diert. Dabei werden insbesondere die von ASGi zur Verfügung gestellten Gütemaße betrach- 

tet, grafische Darstellungen der errechneten Systemzustände unterschiedlicher Komparti- 

mente visualisiert und überprüft. Die auf die festgelegten Parameter aufsetzende Langzeit- 

simulation erfolgt über den Zeitraum 1961-2000. 

4. Bericht und Ergebnisübergabe 

Der hier vorgelegte Bericht enthält die Vorgehensweise, die Schritte der Kalibrierung und 

Validierung und die wesentlichen Ergebnisse der Langzeitsimulation mit geeigneten Tabel- 

len, Grafiken und Karten. Ein lauffähiges ASGi-Projekt der validierten Langzeitsimulation 

inklusive der verwendeten Steuerdatei, ein ArcView-Projekt mit den relevanten raumbezoge- 

nen Daten ist auf der beigefügten CD enthalten.



2. Gebietscharakteristik 

2.1. Gebietsbeschreibung 

Überblick 

Das Untersuchungsgebiet Mittlerer und Unterer Main befindet sich überwiegend in den baye- 

rischen Regierungsbezirken Mittel- und Unterfranken, erstreckt sich aber auch in die Bun- 

desländer Thüringen, Hessen und Baden-Württemberg. Aus dem Fichtelgebirge kommend 

durchquert der Main von Ost nach West die Höhenzüge von Steigerwald mit Haßbergen und 

Frankenhöhe, die Mainfränkischen Hügellandplatten, Spessart und Odenwald sowie die Un- 

termainebene, die bereits zum Rhein-Main-Tiefland gehört. 

Das Untersuchungsgebiet grenzt im Norden an das Flussgebiet der Weser, im Osten 

schließt stromaufwärts das Flussgebiet Oberer Main (Einzugsgebietsfläche ca. 4400 km²) 

an. Im Süden münden bei Bamberg die Regnitz (ca. 7000 km²) und bei Wertheim die Tauber 

(ca. 1800 km²) in den Main. Das Gebiet umfasst rund 10500 km² bei einer maximalen Erstre- 

ckung von 170 km in Ost-West und 100 km in Nord-Süd-Richtung. Die Fließstrecke des 

Mains beträgt vom Beginn des Untersuchungsgebiets bei Bamberg bis zum Gebietsauslass 

bei Krotzenburg etwa 330 km (Blasy / Øverland, 2005). 

Geologie 

Das Gebiet zeichnet sich durch eine große geologische Vielfalt aus, die auch maßgeblich für 

die hydrogeologischen Verhältnisse im Untersuchungsgebiet verantwortlich ist. 

Der Buntsandstein erstreckt sich über die größten Teile des Spessarts, des Odenwaldes und 

der Rhön. Es überwiegen mächtige Sandsteinschichten, zum Teil mit zwischengelagerten 

Tonsteinen. Der Muschelkalk ist im Bereich der mainfränkischen Platten in einem weiten 

Bogen von der Tauber bis zum Grabfeld verbreitet (siehe Abbildung 1). Die Schichten beste- 

hen aus Kalksteinen, teilweise im Wechsel mit Tonsteinen. Im mittleren Teil sind Gips- und 

Salzlagen anzutreffen. 

Der Muschelkalk kann in Abhängigkeit von Klüftung und Verkarstung als mäßiger bis sehr 

guter Kluft- oder Karstgrundwasserleiter ausgebildet sein. Dies kann sich im Rahmen der 

Wasserhaushaltsmodellierung durch zu hohe, simulierte Abflüsse auswirken, so dass in die- 

sen Bereichen vereinfachte Ansätze zur Nachbildung der karstbedingten Wasserabführung 

angewendet werden (siehe Kapitel 4.1). Der Keuper überdeckt den Osten des Planungsrau- 

mes.



Sande und Kiese des Tertiärs und Quartärs sind in den großen Flusstälern anzutreffen, ins- 

besondere im Aschaffenburg-Großostheimer Becken (Freudenberger / Schwed 1996, URL:" 

http://www.wasserrahmenrichtlinie.bayern.de/wrrl_live/navigation/show.php3?id=55&nodeid 

=55&p=", Stand:10.2005) 

Abb. 1 : Räumlicher Ausdehnung der Mainfränkischen Muschelkalkplatten 

(URL:" http://www.wasserrahmenrichtlinie.bayern.de/wrrl_live/popup/show.php3?id=39&nodeid=0", 

Stand:10.2005, verändert) 

Klimatische Verhältnisse 

Das Maingebiet liegt im Übergangsbereich vom westlichen maritimen zum östlichen konti- 

nentalen Klima. Die klimatischen Verhältnisse sind eng an die Höhenverhältnisse im Unter- 

suchungsgebiet gebunden. So weisen die ausgedehnten Niederungen einerseits und das 

Bergland andererseits die größten Unterschiede im "Landschaftsklima" auf. 

Die Lufttemperatur weist einen ausgeprägten Jahresgang auf. Der kälteste Monat ist der 

Januar (Beispiel Station Würzburg: im Zeitraum 1951 bis 1980 = -0,3°C), gefolgt von Februar 

(1,0°C) und Dezember (1,1°C). Die höchsten mittleren monatlichen Lufttemperaturen treten 

im Juli (18.2°C), August (17,5°C) und Juni (16,6°C) auf. Die tiefsten mittleren Minima werden



größtenteils im Januar gemessen (bis zu -4,5°C), das höchste mittlere Tagesmaximum liegt 

im August (25,9°C). 

Im Vergleich zum übrigen Bayern kann Unterfranken als Trockengebiet bezeichnet werden. 

Die mittleren jährlichen Gebietsniederschläge liegen im Maingebiet bei rund 770 mm mit ei- 

nem stabilen Maximum von rund 235 in den Monaten Juni bis August und einem stabilen 

Minimum von rund 150 mm für die Monate Februar bis April. Die räumliche und zeitliche 

Streuung des Niederschlags ist insgesamt jedoch recht groß. 

Basierend auf Literaturangaben zur langjährigen Wasserhaushaltsgleichung Abfluss = Nie- 

derschlag - Verdunstung ergibt sich für das Maingebiet eine mittlere jährliche Verdunstung 

zw. 450 und 500 mm. Werte über 500 mm werden in den Tallagen des Mains und entlang 

von Westrücken der Mittelgebirgshöhenzüge erreicht. Die Verdunstung beschreibt im Jah- 

resverlauf einen ausgeprägten, sinusförmigen Verlauf. Während im Dezember und Januar 

nur etwa 1% der jährlichen Verdunstung stattfindet, liegen die Werte der Monate Mai bis Au- 

gust im Bereich von 15 bis 20 % der jährlichen Verdunstung (siehe auch Tabelle 1) (BStMLU 

1994, RvU 2002). 

Tab. 1: Niederschlag, Abfluss und Verdunstung für ausgewählte Bereiche des Maingebiets 

(aus BStMLU 1994, Auszug) 

Fluss Gebietsabgrenzung Fläche 

* 

Gebietsniederschlag Abfluss Verdunstung 

km² mm/a mm/a mm/a 

Main v. Quelle bis Kemmern 3821 764 286 478 

Main v. Regnitz bis Fränk.Saale 3062 641 149 492 

Main v. Fränk.Saale bis Kahl 2941 796 288 508 

* Fläche = bayerischer Anteil des Einzugsgebietes



2.2. Gebietsgliederung, Pegel und Klimastationen 

Das Untersuchungsgebiet weist insgesamt 42 Teilgebiete auf. Dabei werden der Obere Main 

(Pegel Kemmern, TG 42), die Regnitz (Pegel Pettstadt, TG 39) und die Tauber (Pegel Wal- 

denhausen, TG 9) als Zuleitungsgebiete eingespeist, wobei die zugrundeliegenden Modellie- 

rungen des Wasserhaushalts in anderen Projekten durchgeführt wurden. Die einzelnen Teil- 

gebiete mit den dazugehörigen Abkürzungen und Teilgebietsnummern sind in Abbildung 2 

dargestellt 

Abb. 

2: Gebietsgliederung des Mittleren und Unteren Maingebietes 

Die 

folgende Tabelle (Tabelle 2) beinhaltet Flächenangaben zu den einzelnen Teilgebieten 

sowie die Zeiträume der Abflusszeitreihen der jeweiligen Pegel. 

Einen 

systematischen Überblick über das Einzugsgebiet des Unteren und Mittleren Main 

(Abbildung 3) zeigt die Verteilung und Anordnung der Kopf- und Zwischengebiete, sowie die 

externen Zuleitungen von Oberer Main, Regnitz und Tauber.



Tab. 2: Angaben zu den Pegeln im Einzugsgebiet des Mittleren und Unteren Maingebietes 

(aus: Blasy u. Øverland, 2005) 

Pegel-Nr Zone Pegelname Kürzel Gewaesser 

Fläche des 

abgeleiteten 

Teilgebiets 

EZG-Fläche aus 

Pegeldatei 

pegel.shp 

Beginn Ende Ausfall Anmerkung 

2408000 1 Krotzenburg Krot Main 892 - - - - 

2477600 2 Alzenau Alze Kahl 179 181 11.1982 12.2000 - - 

2476700 3 Stockstadt Stoc Gersprenz 499 496 11.1984 12.2000 - - 

2475800 4 Goldbach Gold Aschaff 146 143 01.1961 12.2000 - - 

2475200 5 Rück Ruec Elsava 145 144 01.1961 12.2000 - - 

2406400 6 Kleinheubach Klei Main 680 21491 01.1961 12.2000 - - 

2472200 7 Weilbach Weil Mud 402 394 01.1961 12.2000 - - 

2471900 8 Bürgstadt Buer Erf 240 249 01.1961 12.2000 - - 

2460900 9 Waldenhausen Wald Tauber 18 1799 11.1980 12.1991 11.1981- 

12.1985 

2458500 10 Wüstenzell Wues Aalbach 125 120 11.1982 12.2000 - - 

2456200 11 Hafenlohr Hafe Hafenlohr 147 147 11.1970 12.2000 - - 

2452200 12 Partenstein Part Lohr 218 217 01.1961 12.2000 - - 

2405000 13 Steinbach Stei Main 418 17878 11.1964 12.2000 

11.1972 - 

10.1973 

2448300 14 Gemünden Gemu Sinn 156 620 01.1961 12.2000 - - 

2448200 15 Mittelsinn Mitt Sinn 372 464 01.1961 12.2000 - - 

2448100 16 Bad Brückenau Brue Sinn 92 87 01.1961 12.2000 - - 

2440900 17 Wolfsmünster Wolf Fränk. Saale 546 2121 01.1961 12.2000 - - 

2440600 18 Bad Kissingen Kiss Fränk. Saale 275 1576 01.1961 12.2000 - - 

2444130 19 Münnerstadt Muen Lauer 110 259 11.1969 12.2000 - - 

2444100 20 Poppenlauer Popp Lauer 153 151 11.1968 12.2000 - - 

2440300 21 Salz Salz Fränk. Saale 257 1042 01.1961 12.2000 - - 

2443250 22 Schweinhof Schh Brend 112 111 01.1961 12.2000 - - 

2442200 23 Unsleben Unsl Streu 437 435 11.1967 12.2000 - - 

2441200 24 Gollmuthhausen Goll Milz 159 158 03.1990 12.2000 - - 

2440100 25 Bad Königshofen Koen Fränk. Saale 78 76 11.1969 12.2000 - - 

2438500 26 Sachsenheim Sach Wern 266 600 11.1974 12.2000 - - 

2438230 27 Arnstein Arns Wern 130 329 11.1976 12.2000 - - 

2438200 28 Zeuzleben Zeuz Wern 111 204 11.1970 12.2000 - - 

2438100 29 Geldersheim Geld Wern 92 90 11.1963 12.2000 - - 

2404200 30 Würzburg Wuem Main 913 13996 11.1988 12.2000 - - 

2437480 31 Würzburg Wuep Pleichach 127 127 11.1973 12.2000 - - 

2436900 32 Marktbreit Mark Breitbach 150 152 11.1975 12.2000 - - 

2434900 33 Atzhausen Atzh Castellbach 78 79 11.1970 12.2000 - - 

2434520 34 Reupelsdorf Reup Schwarzach 78 76 10.1989 12.2000 - - 

2433850 35 Obervolkach Ober Volkach 80 81 11.1971 12.2000 - - 

2402200 36 Schweinfurt Schf Main 586 12690 01.1961 12.2000 - - 

2432250 37 Römershofen Roem Nassach 138 139 11.1979 12.2000 - - 

2401220 38 Trunstadt Trun Main 463 11985 11.1975 12.2000 - - 

2420900 39 Pettstadt Pett Regnitz 21 6992 01.1961 12.2000 - 

2429550 40 Vorra Vorr Rauhe Ebrach 184 298 11.1966 12.2000 - - 

2429350 41 Schönbrunn Scho Rauhe Ebrach 114 113 11.1970 12.2000 11.1979- 

01.1980 

2401000 42 Kemmern Klam Main 14 4251 01.1961 12.1990 - 

virtueller 

Pegel 

ext. 

Zuleitung 

- 

ext. 

Zuleitung 

- 

ext. 

Zuleitung

Stockstadt 

KG (3) 496.1 km² 


Weilbach 

KG (7) 394.3 km² 

Bürgstadt 

KG (8) 248.6 km² 

Waldenhausen 

Zuleitung Tauber 

ZL (9) 1799.0 km² 


Gersprenz 

ZG (1) 891.5 km² ab 

- Kleinheulbach 

- Elsava 

- Aschaff 

- Gersprenz 

- Kahl 

bis Krotzenburg 

Mud 

Erf 

Tauber 

Aalbach 

Main 

Main 

Krotzenburg 23346.4 km² 

Kahl 

Aschaff 

Elsava 

Kleinheubach 

21491.2 km² 

ZG (6) 680.3 km² ab 

- Steinbach 

- Partenstein 

- Hafenlohr 

- Wüstenzell 

- Waldenhausen 

- Bürgstadt 

- Weilbach 

bis Kleinheubach 

Hafenlohr 

Wüstenzell 

KG (10) 119.9 km² Lohr 

Marktbreit 

KG (32) 152.1 km² 

Atzhausen 

KG (33) 78.5 km² 

Reupelsdorf 

ZL (34) 76.4 km² 

Obervolkach 

KG (35) 81.5 km² 

Steinbach 

17878.5 km² 

ZG (13) 417.6 km² ab 

- Würzburg_M 

- Würzburg_P 

- Sachsenheim 

- Wolfsmünster 

- Gemünden 

bis Steinbach 

Breitbach 

Castellbach 

Schwarzach 

Volkach 

Schweinfurt 

12689.9 km² 

ZG (36) 585.7 km² ab 

- Trunstadt 

- Römershofen 

bis Schweinfurt 

Trunstadt 

11985.0 km² 

Main 

ZG (38) 463.5 km² ab 

- Kemmern 

- Pettstadt 

- Vorra 

bis Trunstadt 

Sinn 

Fränkische Saale 

Wern 

Pleichach 

Würzburg_M 

13995.8 km² 

ZG (30) 912.9 km² ab 

- Schweinfurt 

- Obervolkach 

- Reupelsdorf 

- Atzhausen 

- Marktbreit 

bis Würzburg_M 

Nassach 

Main 

Regnitz 

Alzenau 

KG (2) 181.2 km² 

Goldbach 

KG (4) 142.8 km² 

Rück 

KG (5) 143.6 km² 

Hafenlohr 

KG (11) 147.4 km² 

Partenstein 

KG (12) 217.2 km² 

Gemünden 

619.7 km² 

ZG (14) 156.0 km² 

ab Mittelsinn 

bis Gemünden 

Wolfsmünster 

2120.9 km² 

ZG (17) 545.6 km² 

ab Bad Kissingen 

bis Wolfsmünster 

Sachsenheim 

599.8 km² 

ZG (26) 266.3 km² 

ab Arnstein 

bis Sachsenheim 

Vorra 

297.6 km² 

Rauhe Ebrach 

Würzburg_P 

KG (31) 125.1 km² 

Römershofen 

KG (37) 138.6 km² 

Kemmern 

Zuleitung Oberer Main 

ZL (42) 4251.0 km² 

Pettstadt 

Zuleitung Regnitz 

ZL (39) 6992.0 km² 

ZG (40) 184.3 km² 

ab Schönbrunn 

bis Vorra 

Bad Brückenau 

KG (16) 86.9 km² 

Mittelsinn 

463.6 km² 

ZG (15) 372.3 km² 

ab Bad Brückenau 

bis Mittelsinn 

Bad Kissingen 

1576.2km² 

ZG (18) 275.5 km² ab 

- Münnerstadt 

- Salz 

bis Bad Kissingen 

Arnstein 

328.9 km² 

ZG (27) 129.5 km² 

ab Zeuzleben 

bis Arnstein 

Abb. 3: Systemskizze des Mittleren und Unteren Maingebietes 

ZG (21) 257.4 km² ab 

- Bad Königshofen 

- Gollmuthhausen 

- Unsleben 

- Schweinhof 

bis Salz 

Lauer 

Schönbrunn 

KG (41) 113.0 km² 

Brend 

Legende: 

Streu 

Salz 

1041.8 km² 

Milz 

Münnerstadt 

258.6 km² 

ZG (19) 109.8 km² 

ab Poppenlauer 

bis Münnerstadt 

Zeuzleben 

203.5 km² 

ZG (28) 111.2 km² 

ab Geldersheim 

bis Zeuzleben 

KG - Kopfgebiet 

ZG - Zwischengebiet 

ZL - Zuleitung 

Schweinhof 

KG (22) 111.1 km² 

Unsleben 

KG (23) 434.7 km² 

Gollmuthhausen 

KG (24) 158.1 km² 

Bad Königshofen 

KG (25) 75.9 km² 

Poppenlauer 

KG (20) 150.9 km² 

Geldersheim 

KG (29) 89.8 km²



Für das Untersuchungsgebiet werden Abfluss- und meteorologischen Daten zur Verfügung 

gestellt. Von den Niederschlagsstationen wurden in einer vorangegangenen Arbeit diejeni- 

gen in das Modell übernommen, die innerhalb eines Umkreises von 20 km um das Untersu- 

chungsgebiet liegen. Bei der Zusammenstellung der Klimastationen wurde der Umkreis auf- 

grund der geringeren Stationsdichte auf 60 km ausgeweitet. Die Auswahl der Stationen ist 

unabhängig von der zeitlichen Verfügbarkeit der Niederschlags- und Klimadaten (Blasy u. 

Øverland, 2005). 

Die Tabelle 3 gibt einen Überblick über die verfügbaren Messstellen mit hydro- 

meteorologischen Daten. Die räumliche Verteilung der Klima- und Niederschlagstationen ist 

in Abbildung 4 dargestellt. 

Tab. 3: Verfügbare zeitbezogene Daten 

Datenart Format Anzahl der Stationen 

Abluss LFW 42 

Niederschlag ASCii 322 

Luftdruck ASCii 28 

Lufttemperatur ASCii 111 

Relative Luftfeuchte ASCii 111 

Sonnenscheindauer ASCii 47 

Wind ASCii 108 

Abb. 4: Räumliche Verteilung der Klima- und Niederschlagstationen



3. Datengrundlagen 

Das Präprozessing, also die Aufbereitung der zeit- und raumbezogenen Daten für das zu 

modellierenden Flussgebiet, wurde bereits im Rahmen von Vorarbeiten durch ein Ingenieur- 

büro fertiggestellt. Weitere Informationen zur Aufbereitung dieser Daten sind dem entspre- 

chenden Bericht zu entnehmen (Blasy u. Øverland, 2005). 

An den zur Verfügung gestellten Daten werden folgende Änderungen vorgenommen: 

- Datei mit gemessenen Abflüssen: abfluss.tab 

1.) In der Zeile vom 27.12.1967 ist ein Spaltenversatz festzustellen. Dieser wird korrigiert, 

indem der offensichtlich falsche Wert (277,939) in der 3.-letzen Spalte (Pegel Schön- 

brunn) gelöscht und statt dessen in der 5. Spalte (Alzenau) der Wert -9999 eingefügt 

wird. Die geänderte Datei wird als abfluss_mod01.tab gespeichert. 

2.) Da für die Kalibrierung kein ausreichend langer Zeitraum mit Abflussdaten für alle Pe- 

gel zur Verfügung steht, werden die mittleren Tagesabflüsse des Pegels Waldenhau- 

sen (9) für den Zeitraum Jan. 1992 bis Dez. 2000 mittels Multipler Regression aus 

den umliegenden Pegel simuliert. Die Verwendung der Pegel Goldbach, Rück, Weil- 

bach, Bürgstadt, Wüstenzell, Hafenlohr und Partenstein im Zeitraum Jan.1986 bis 

Dez.1991 führt zu einem Bestimmtheitsmaß von 0,87. Die modifizierte Abflussdatei 

(abfluss_mod03.tab) wird ausschließlich für die Kalibrierung verwendet. 

- WASIM-Steuerdatei / Routingvorschrift: 

In der Routingvorschrift werden die relativen Einzugsgebietsgrößen bei allen durch 

externe Zuflüsse von Oberen Main, Regnitz und Tauber beeinflussten Teilgebiete 

korrigiert (siehe auch Tabelle 16).



4. Modellkonfiguration und Parametrisierung 

4.1. Modellkonfiguration 

In den folgenden Tabellen werden die gewählte Modellkonfiguration sowie die vorgenomme- 

nen Einstellungen und Parametrisierungen für diejenigen Teilmodelle aufgeführt, die nicht im 

Rahmen der Kalibrierung verändert werden. In Tabelle 4 ist die generelle Modellkonfiguration 

erläutert, in Tabelle 5 sind die globalen Parameter aufgeführt. 

Wie aus der Tabelle 4 hervorgeht, wird hinsichtlich des Bodenmodells mit „Methode 2“, also 

mit der Zuschaltung des verzögerten Basisabflusses gearbeitet. Der verzögerte Basisabfluss 

ist nur in den Teilgebieten 10, 20, 25, 28, 29 und 31 bis 35 wirksam. Die Zuschaltung dieser 

Modellkomponente wird vorgenommen, um die vermutlich auf Karsteinflüsse zurückgehen- 

den Abflussverluste in diesen Gebieten zu parametrisieren (siehe Kapitel 2). 

Tab. 4: Teilmodelle zur Simulation des Wasserhaushalts Unterer und Mittlerer Main 

Teilmodelle verwendeter Algorithmus 

Niederschlagskorrektur Keine 

Strahlungs- / Temperaturkorrektur Keine (nur in stark reliefiertem Gelände sinnvoll) 

Verdunstungsmodell Penman-Monteith 2 

Schneemodell Temperatur-Index-Verfahren 

Interzeptionsmodell Speicheransatz 

Infiltrationsmodell Zweistufenmodell nach PESCHKE 

Bodenmodell Topmodellansatz: Sättigungsflächen 

... Methode 2 

Grundwassermodell Nicht angeschlossen 

Abflussrouting Translation-Retention 

Zeitliche und räumliche Auflösung des Modells 

Maschenweite der Datengrids 50 m 

Maschenweite der Modellgrids 1000 m 

Schrittweite der Berechnung 1 d 

Tab. 5: Globale Parameter für das Regnitz - Einzugsgebiet 

Geographische Länge 10,0 ° 

Geographische Breite 50,0 ° 

Bezugsmeridian der gesetzlichen Ortszeit 12,0 ° 

Zeitverschiebung 0 h



4.2. Interpolation der meteorologischen Größen 

Die Interpolation der meteorologischen Größen erfolgt mit den in den Tabellen 6 bis 11 im 

Einzelnen aufgeführten Parametern. 

Tab. 6: Interpolationsmethode und -parameter für den Niederschlag 

Niederschlag Methode: Inverse Distance Weighting 

Interpolationsparameter 

Gewichtung des Entfernungsreziprokwertes 2 

Maximale Entfernung der Stützstellen 20 000 m 

Grenzwerte für die Interpolationsergebnisse 

Kleinster zulässiger Wert 0,0 mm 

Ersatzwert für kleinere Werte 0 mm 

Größter zulässiger Wert 100 mm 

Ersatzwert für größere Werte 100 mm 

Tab. 7: Interpolationsmethode und -parameter für die Sonnenscheindauer 

Sonnenscheindauer Methode: Inverse Distance Weighting 





Kleinster zulässiger Wert 0 

Ersatzwert für kleinere Werte 0 

Größter zulässiger Wert 1 

Ersatzwert für größere Werte 1 

Tab. 8: Interpolationsmethode und -parameter für die Temperatur 

Temperatur Methode: Inverse Distance Weighting + Regression 




Gewicht der idw-Interpolation 0,75 


Kleinster zulässiger Wert - 40 °C 

Ersatzwert für kleinere Werte - 40 °C



Größter zulässiger Wert 40 °C 

Ersatzwert für größere Werte 40 °C 

Regressionsparameter 

Inversionsgrenze unten 500 m NN 

Inversionsgrenze oben 800 m NN 

Toleranz 100 m 

Tab. 9: Interpolationsmethode und -parameter für die relative Luftfeuchte 

Relative Luftfeuchte Methode: Inverse Distance Weighting + Regression 






Kleinster zulässiger Wert 0,01 

Ersatzwert für kleinere Werte 0,01 

Größter zulässiger Wert 1 

Ersatzwert für größere Werte 1 





Tab. 10: Interpolationsmethode und -parameter für die Windgeschwindigkeit 

Windgeschwindigkeit Methode: Inverse Distance Weighting + Regression 






Kleinster zulässiger Wert 0 m/s 

Ersatzwert für kleinere Werte 0 m/s 

Größter zulässiger Wert 40 m/s 

Ersatzwert für größere Werte 40 m/s 


Inversionsgrenze unten 500 m NN





Tab. 11: Interpolationsmethode und -parameter für den Luftdruck 

Luftdruck Methode: Inverse Distance Weighting + Regression 






Kleinster zulässiger Wert 0 mbar 

Ersatzwert für kleinere Werte 0 mbar 

Größter zulässiger Wert 1100 mbar 

Ersatzwert für größere Werte 1100 mbar 





4.3. Parametrisierung von Schnee-, Interzeptions-, Infiltrations- 

und Routingmodell 

Die Tabellen 12 bis 16 zeigen die verwendeten Parameter für das Schnee, Interzeptions- 

und Infiltrationsmodell sowie die manuell korrigierte Routingvorschrift. In der Routing- 

vorschrift werden die relativen Einzugsgebietsgrößen bei allen durch externe Zuflüsse von 

Oberem Main, Regnitz und Tauber beeinflussten Teilgebieten (d.h. TG 1, 6, 13, 30, 36, 38) 

korrigiert. 

Tab. 12: Verwendete Parameter des Schneemodells 

Parameter des Schneemodells Gewählter Algorithmus: Temperatur-Index 

Grenztemperatur Regen / Schnee + 0,5 °C 

Grenztemperatur Schnee - 0,5 °C 

Transiente Zone für Übergang von Regen / 

Schnee 

1,0 °C 

Tag-Grad-Faktor 1,8 mm/d/°C



Tab. 13: Verwendete Parameter des Interzeptionsmodells 

Parameter des Interzeptionsmodells Gewählter Algorithmus: Speicheransatz 

Maximale Schichtdicke des Wassers auf der be- 

netzten Oberfläche 

0,2 mm 

Tab. 14: Verwendete Parameter des Infiltrationsmodell 

Parameter des Infiltrationsmodell Gewählter Algorithmus: 

Anteil des Infiltrationsüberschusses, der wieder in 

den Boden infiltriert 

Zweistufenmodell nach Peschke 

Tab. 15: Verwendete Parameter des Evapotranspirationsmodell 

Parameter des Evapotranspirationsmodell Gewählter Algorithmus: 

0,1 

Penman-Monteith 

Koeffizienten Globalstrahlung 0,23 1,77 -2,28 1,28 

Koeffizienten Sonnenscheindauer 0,072 -0,808 2,112 -0,239 

Extinktionskoeffizient 0,88 

Änderungswert im Jahresgang 0,05 

Abklingkonstante 1654,0 

Monatswerte für TempUnterschiede Tag/Nacht 3,3 4,4 6,1 7,9 9,4 10,0 9,9 9,0 7,8 6,0 4,2 3,2 

Anteil für Temperatur-Tageswertberechnung 0,62 

Schwankungsbereich 0,1



Tab. 16: Routingvorschrift 

TG 21 (AE=1041.625, AErel=1.0) 

Routingvorschrift 

from OL 23 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=16.7, Bv= 66.6, Th= 1.67, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=12252.1, AE=436.965) 

and OL 22 (kh=0.1, kv=0.4, Bh= 7.8, Bv= 31.1, Th= 0.78, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0038, L=10632.5, AE=111.500) 

and OL 24 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=10.5, Bv= 41.9, Th= 1.05, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0016, L=32109.8, AE=159.265) 


TG 19 (AE=262.315, AErel=1.0) 

from OL 20 (kh=0.1, kv=0.4, Bh= 9.7, Bv= 38.6, Th= 0.97, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0022, L=8076.3, AE=152.287) 

TG 18 (AE=1581.783, AErel=1.0) 



TG 17 (AE=2127.378, AErel=1.0) 

from OL 18 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=27.0, Bv=108.0, Th= 2.70, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=54296.1, AE=1581.783) 

TG 15 (AE=464.215, AErel=1.0) 


TG 14 (AE=620.087, AErel=1.0) 


TG 28 (AE=203.505, AErel=1.0) 


TG 27 (AE=328.535, AErel=1.0) 


TG 26 (AE=599.308, AErel=1.0) 


TG 40 (AE=298.543, AErel=1.0) 


TG 39 (AE=6932.885, AErel=0.00311) 

from ZL 2 (modus = extern $P///tabellen/z_pett_cbm.dat 6 5, kh=0.1, kv=0.4, Bh=47.0, Bv=187.9, Th= 4.70, 

Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=23802.1, AE=6911.33) 

TG 42 (AE=4244.208, AErel=0.0033) 

from ZL 1 (modus = extern $P///tabellen/z_klam_cbm.dat 6 5, kh=0.1, kv=0.4, Bh=39.1, Bv=156.3, Th= 3.91, 

Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=14148.5, AE=4230.123) #Kemmern 

TG 38 (AE=11964.923, AErel=0.06666) 


and OL 39 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=47.0, Bv=187.9, Th= 4.70, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=23802.1, AE=6932.885) 


TG 36 (AE=12688.038, AErel=0.11988)




and OL 38 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=57.6, Bv=230.6, Th= 5.76, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=61052.1, 

AE=11964.923) 

TG 30 (AE=13994.388, AErel=0.20128) 

from OL 36 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=58.9, Bv=235.7, Th= 5.89, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=100965.4, 

AE=12688.038) 





TG 13 (AE=17885.735, AErel=0.37504) 





AE=13994.388) 


TG 9 (AE=1779.565, AErel=0.00982094) 

from ZL 3 (modus = extern $P///tabellen/z_wald_cbm.dat 6 5, kh=0.1, kv=0.4, Bh=28.2, Bv=112.8, Th= 2.82, 

Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=46199.1, AE=1762.088) 

TG 6 (AE=21479.410, AErel=0.39753) 



AE=17885.735) 






TG 1 (AE=23340.772, AErel=0.44543) 





and OL 5 (kh=0.1, kv=0.4, Bh=11.0, Bv= 44.1, Th= 1.10, Mh=20.0, Mv= 8.0, I=0.0010, L=54660.9, AE=145.315)



4.4. Veränderte Parametrisierung der Landnutzungstabelle 

Einige der Default-Einstellungen der Landnutzungstabelle sind aus unserer Sicht zu sehr an 

alpine Verhältnisse angepasst sind (siehe dazu auch Bronstert et al. 2001). Folgende Pflan- 

zenparameter der Landnutungstabelle werden hier, orientiert an den Ergebnissen von 

Bronstert et al. (2001) und in Übereinstimmung mit der Parameterisierung in Willems / Kas- 

per (2003) leicht modifiziert: 

- Wuchshöhen, Bodenbedeckungsgrade und Stomatawiderstände zur Erhöhung der po- 

tentiellen Verdunstung sowie 

- Wurzeltiefen zur erhöhten Ausschöpfung der potentiellen Verdunstung durch die reelle 

Verdunstung. 

Die Tabellen 17a und 17b zeigen die hier verwendeten Werte. In kursiver Darstellung sind 

zusätzlich auch die ursprünglichen Default-Werte wiedergegeben. 

Tab. 17 a: Modifizierte Landnutzungstabelle, erster Teil 

Landnutzung Albe- 

do 

Stomatawiderstand Knickpunkte 

phänolog. Phasen 

J F M A M J J A S O N D P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 

Wasser 0.07 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 110 150 250 280 1 1 1 1 

Dichte Bebauung 0.23 100 100 95 90 75 75 75 80 80 90 95 100 110 150 250 280 1 1 1 1 

Lockere Bebauung 0.2 100 100 95 85 65 65 65 65 75 85 95 100 110 150 250 280 1 1 1 1 

Nadelwald 0.08 80 80 75 65 50 

Laubwald 0.13 100 100 95 70 

Mischwald 0.1 90 90 85 70 60 60 60 60 60 75 

Acker 0.25 80 80 75 75 60 

Gruenland 0.25 90 90 75 65 50 50 

75 

55 

60 

65 

65 

55 55 55 55 75 80 80 110 150 250 280 8 12 12 8 

60 

65 

60 

65 

55 

60 

65 

60 

65 

60 

65 

60 

65 

60 

65 

70 

85 

80 

65 70 

75 

LAI 

100 100 110 150 250 280 0.5 8 8 0.5 

90 90 110 150 250 280 2 10 10 2 

90 90 110 150 250 280 1 5 3 1 

55 55 60 70 90 90 110 150 250 280 2 4 4 2 

Gebuesch 0.2 80 80 70 70 50 50 50 55 55 70 80 80 110 150 250 280 3 5 5 3 

Fels 0.12 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 110 150 250 280 1 1 1 1 

Obst 0.25 100 100 90 70 60 60 60 60 60 80 100 100 110 150 250 280 0.5 5 5 0.5



Tab. 17 b: Modifizierte Landnutzungstabelle, zweiter Teil 

Landnutzung Wuchshöhe [m] Vegetations- 

bedeckungsgrad [-] 

P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 

Wurzeltiefe [m] Wurzeltyp Etp Reduktion 

Wasser 0.01 0.01 0.01 0.01 0.1 0.1 0.1 0.1 0.01 0.01 0.01 0.01 1 3.45 

Dichte Bebauung 10 10 10 10 0.4 0.7 0.7 0.4 0.25 0.25 0.25 0.25 1 3.45 

Lockere Bebauung 10 10 10 10 0.5 0.8 0.8 0.5 0.4 0.4 0.4 0.4 1 3.45 

Nadelwald 10 10 10 10 0.95 0.95 0.95 0.95 2 

Laubwald 0.3 10 10 0.3 0.8 0.95 0.95 0.8 1.3 2 

Mischwald 3 10 10 3 0.6 0.95 0.95 0.6 1.2 2 

Acker 0.1 

0.05 

0.5 1 

0.2 

0.1 

0.05 

Gruenland 0.15 0.4 0.3 0.15 0.9 

1.1 

2 

1.1 

1.3 

1.2 

0.3 0.8 0.7 0.3 0.4 1 

0.95 

0.95 0.95 0.95 1 

0.4 

0.4 

1.2 

0.4 

2 

1.1 

2 

1.3 

2 

1.2 

1 

0.4 

1.2 

0.4 

2 

1.1 

1 3.45 

1.3 1 3.45 

1.2 1 3.45 

0.4 1 3.45 

1 

0.4 

1 3.45 

Gebuesch 1.5 2.5 2.5 1.5 0.9 0.95 0.95 0.9 0.5 0.5 0.5 0.5 1 3.45 

Fels 0.05 0.05 0.05 0.05 0.8 0.8 0.8 0.8 0.1 0.1 0.1 0.1 1 0.50 

Obst 0.4 3 3 0.4 0.75 0.75 0.75 0.75 0.8 0.8 0.8 0.8 1 3.45



5. Kalibrierung 

5.1. Kalibrierungsstrategie 

Übersicht 

Das Bodenmodell von WASIM enthält zehn zum Teil interagierende Parameter. Während 

sich dabei für die Rückgangskonstanten KD und KH und den Topmodel-Parameter m Ab- 

schätzungen anhand spezieller Rückgangsanalysen treffen lassen, können für die anderen 

Parameter zunächst nur auf Erfahrungen basierende Wertebereiche angegeben werden. Die 

endgültige Festlegung der Bodenparameter erfolgt in der Regel durch „Trial and Error“ – 

Versuche, orientiert an der Güte der Nachbildung gemessener Abflussganglinien. 

Werden die Parameter ausschließlich manuell variiert, so gestaltet sich dies als ausgespro- 

chen zeitaufwändig. Bei der hier vorliegenden Zahl von mehr als 40 Teilgebieten ist eine 

manuelle Parameterbestimmung in der für die Projektdurchführung verfügbaren Zeit kaum 

realisierbar. Aus diesem Grund wird hier mit zwei automatisierten Verfahren gearbeitet, näm- 

lich zum einen mit einer überwachten, systematischen Parametervariation und zum anderen 

mit einem auf der sogenannten Evolutionsstrategie aufsetzenden Optimierungsverfahren. 

Vorermittlung des Topmodel-Parameters m und der Rückgangskonstanten 

Schulla (1997) beschreibt, wie sich der Topmodel-Parameter m anhand von Rückgangsana- 

lysen, bezogen auf invertierte gemessene Abflussganglinien, bestimmen lässt und welche 

Randbedingungen dabei zu beachten sind. Verfahren zur Ermittlung von Rückgangskonstan- 

ten sind in der Hydrologie weit verbreitet, am bekanntesten ist die Differenzenganglinienana- 

lyse (Schwarze 1989). Dabei wird in der Regel zunächst die Rückgangskonstante KB der 

langsamsten Abflusskomponente geschätzt und eine Differenzenganglinie gebildet, in dem 

die nun durch KB charakterisierte Abflusskomponente von der Gesamtabflussganglinie abge- 

zogen wird. Die Schätzung der Rückgangskonstante für den Interflow KH erfolgt dann an- 

hand der Differenzenganglinie. Zur Ermittlung der Speicherkonstante für die schnelle Kom- 

ponente KD wird die Differenzenbildung erneut wiederholt. Die erläuterte Trennung der Ab- 

flusskomponenten macht es möglich, dass bei diesem Ansatz lineare Schätzmethoden ein- 

gesetzt werden können, um die Rückgangskonstanten zu ermitteln. Dabei werden die Para- 

meter der Geradengleichung jeweils für die abfallenden Abschnitte der logarithmierten Diffe- 

renzenganglinien geschätzt. 

Die Vorermittlung von m, KB, KH und KD erfolgt hier mittels eines eigens dazu entwickelten 

Programms, das zunächst sämtliche, innerhalb eines festgelegten Teilzeitraumes des Jahres 

auftretenden Rückgangsphasen einer definierten Mindestdauer in der gemessenen Abfluss- 

ganglinie sucht. Der Parameter m wird dann als Mittelwert der für jede der i = 1,.., n Rück-



gangsphasen ermitteln mi -Werte berechnet. Auch die Rückgangskonstanten werden als Mit- 

telwerte der in den einzelnen Phasen ermittelten festgelegt. Anders als bei Schwarze werden 

dabei die Rückgangskonstanten für eine Rückgangsphase nicht nacheinander sondern 

gleichzeitig geschätzt. Dies ist möglich, weil als Schätzverfahren ein nichtlinearer 

Kleinstquadrateansatz angewendet wird. 

Überwachte systematische Parametervariation 

Bei der systematischen Parametervariation werden ausgewählte Parameter schrittweise mit 

zuvor festgelegtem, konstantem Inkrement verändert. Nach jedem Änderungsschritt wird 

automatisch eine neue WASIM-Simulationen durchgeführt, die sich ergebenden Berech- 

nungsergebnisse werden abgespeichert und die Effizienzmaße werden protokolliert. Die sys- 

tematische Parametervariation bietet gegenüber einer Parameteroptimierung den Vorteil, 

dass bei hinreichend kleinem Inkrement das globale Optimum stets gefunden wird. Aller- 

dings ist es bei einem Modell mit vielen Parametern und langen Rechenzeiten in der Regel 

nicht möglich ist, den gesamten möglichen Parameterraum systematisch abzutasten. 

Aus diesem Grund wird die systematische Parametervariation hier in erster Linie für die vier 

sensitivsten Bodenparameter verwendet, nämlich den Rezessionsparameter m, den Korrek- 

turwert für die Transmissivität Tkorr, den Skalierungsparameter für die Auffüllung von Ver- 

dunstungsverlusten rk und die Grenz-Niederschlagsintensität zum Anspringen von Makropo- 

renabfluss PGrenz. Dabei werden für die Parameter zunächst grobe Variationsrahmen aufge- 

spannt und zeitgleich systematisch abgetastet. Zwischen neuen Variationsläufen werden 

Ganglinien visualisiert und die Gütewerte R²-Log und Volumenquotient analysiert. Nach 

zwei- und dreidimensionale Darstellungen der Gütewert-Topographien und der hydrologi- 

schen Interpretation der Ganglinienverläufe werden neue Parameterbereiche und Parame- 

terinkremente festlegt. Auf diese Weise wird der maßgebliche Parameterraum systematisch 

verfeinert und unerwünschte, lokale Optima werden erkannt. 

In der folgenden Abbildung (Abbildung 5) sind beispielhaft die Nash-Sutcliff-Maße einer sys- 

tematische Variation im m-Tkorr-Parameterraum dargestellt.



Abb. 5: Beispiel zur Verteilung von R²-Log bei systematischer Variation von m und Tkorr 

Parameteroptimierung 

Mit Hilfe von Optimierungsverfahren wird versucht, das globale Optimum zu finden, ohne 

dabei sämtliche Kombinationsmöglichkeiten der Parameter zu überprüfen. Da man dabei 

sehr unterschiedliche Strategien anwenden kann, gibt es auch eine Vielzahl von Optimie- 

rungsmethoden. Madsen et al. (2002) vergleichen verschiedene Verfahren im Hinblick auf 

die Anwendung für hydrologische Modelle und kommen zum Schluss, dass der von Duan et 

al. (1992) sowie Duan / Qingqyun (1992) beschriebene SCE-Optimierungsalgorithmus die 

besten Ergebnisse liefert. Das Verfahren wird im Folgenden kurz beschrieben: 

Die SCE –Methode („Shuffled Complex Evolution“) ist ein sogenannter evolutionärer Opti- 

mierungsalgorithmus. Dabei wird zunächst eine Stichprobe (Population) von zulässigen Pa- 

rametersätzen vorgegeben. Diese Population wird in Teilmengen (Komplexe) zerlegt. Inner- 

halb jedes Komplexes werden dann die Parameter durch Zufallselemente sowie durch eine 

zielgerichtete Variation der Parameter in Hinblick auf die Optimierung einer gegebenen Ziel- 

funktion verändert. Dabei beeinflussen sich die Komplexe untereinander nicht. Nach mehre- 

ren Iterationen werden die einzelnen Komplexe wieder zu einer Gesamtpopulation zusam- 

mengesetzt und ein neuer Zyklus - beginnend mit einer erneuten Zerlegung in Komplexe - 

setzt ein. Der Algorithmus lautet: 

1. Population ziehen: Aus dem zulässigen Parameterraum werden zunächst NPT Punkte gezo- 

gen und für jeden dieser Punkte die Zielfunktion berechnet. Falls keine weiteren Informationen 

vorliegen wird eine Gleichverteilung zur Ziehung der Population verwendet. 

2. Rangordnung dieser Punkte erzeugen: die NPT Punkte werden nach dem Wert der Zielfunkti- 

on sortiert und angeordnet. Der erste Punkt besitzt den kleinsten Wert, der letzte Punkt den 

größten Wert der Zielfunktion. 

3. Zerlegung in Komplexe: die NPT Punkte werden in NGS Komplexe (Punkteteilmenge) zerlegt, 

so dass jeder Komplex NPG Punkte enthält und die Rangordnung der Punkte berücksichtigt 

wird. Der erste Komplex enthält jeden NGS*(k-1)+1 –ten geordneten Punkt, der zweite Kom- 

plex jeden NGS*(k-1)+2 -ten geordneten Punkt und so weiter (mit k=1 bis NPG).



4. Entwicklungsserie in jedem Komplex: Für jeden Komplex werden NSPL Entwicklungsschritte 

unabhängig von einem anderen Komplex durchgeführt. Bei jedem Entwicklungsschritt wird der 

Punkt mit dem kleinsten Zielfunktionswert ersetzt. Hierbei wird zwischen drei unterschiedli- 

chen Evolutionsschritten unterschieden: a) der Reflektion, b) der Kontraktion und c) der Muta- 

tion. Bei der Mutation wird der Punkt mit der kleinsten Rangordnung durch einen zufällig ge- 

wählten, neuen Punkt im Parameterraum ersetzt. Bei der Reflektion und Kontraktion wird der 

Punkt mit der kleinsten Rangordnung durch einen aus den anderen Punkten neu konstruierten 

Punkt ersetzt. 

5. Komplexe mischen: aus der Vereinigung aller Punkte, die sich nun in den Komplexen befin- 

den, wird eine neue Population erstellt. Jeder Punkt wird mit der Zielfunktion bewertet und wie 

in Schritt 2 nach ansteigender Zielfunktionsgröße sortiert und anschließend wieder in NGS 

neue Komplexe zerlegt. 

6. Konvergenztest: Falls die maximal zulässige Anzahl von Versuchen überschritten wurde o- 

der sich die Zielfunktion innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von Iterationen zu wenig ver- 

bessert, wird der Algorithmus gestoppt. 

7. Komplexreduktion: Ist die Anzahl der Komplexe größer als eine vorgegebene Mindestanzahl, 

dann wird die Komplexanzahl NGS um eins verringert indem der Komplex, der die Punkte mit 

den niedrigsten Rangordnungen enthält entfernt. Die Populationsanzahl wird dadurch auf 

NPT=NGS*NPG Punkte reduziert. 

8. neuer Iterationsschritt: Fahre mit Schritt 4 fort. 

SCE ist bei zahlreichen hydrologischen Modelle angewendet worden (siehe z.B. Eckhardt / 

Arnold 2001), jedoch nach unserer Kenntnis bisher nicht im Zusammenhang mit WASIM. 

Eine Parameteroptimierung von WASIM beschreibt Theiner (2005). Die Anwendung unter- 

scheidet sich von der hier durchgeführten nicht nur durch ein anderes Optimierungsverfah- 

ren, sondern auch dadurch, dass WASIM dort anhand von einzelnen Hochwasserereignis- 

sen optimiert wird. 

Von großer Bedeutung für das Ergebnis der Optimierung sind die Anfangswerte der Parame- 

ter und die gewählte Zielfunktion. Bei der hier dargestellten Anwendung wird der arithmeti- 

sche Mittelwert des linearen und des logarithmischen Nash-Sutcliff-Koeffizienten als Ziel- 

funktion zugrunde gelegt, wobei davon ausgegangen werden kann, dass detaillierte Unter- 

suchungen zur geeignetsten Zielfunktion zu einer anderen Festlegung führen würden. Die 

Anfangswerte und Parametergrenzen werden hier aufgrund der Ergebnisse der überwach- 

ten, systematischen Parametervariation festgelegt. 

Gesamtstrategie 

Insgesamt resultieren die folgenden Arbeitsschritte zur Kalibrierung des Bodenmodells: 

1. Vorermittlung des Topmodel-Parameter m, der Rückgangskonstanten KD und KH mit 

Hilfe von speziellen Rückgangsanalysen.



2. Überwachte, systematische Parametervariation zunächst von Tkorr und m, dann von 

weiteren Bodenparametern entsprechend der oben gemachten Erläuterungen. Der 

Zwischenabfluss ist dabei zunächst abgeschaltet (SHmax=0) und wird später zuge- 

schaltet. Die Überwachung besteht in der laufenden Überprüfung von Gütemaßen 

und der Visualisierung von Ganglinien. 

3. Parameteroptimierung zunächst von Tkorr und m, dann von weiteren Bodenparame- 

tern. Die Startwerte und Parametergrenzen werden aus Schritt 2 übernommen. 

Als Kalibrierungszeitraum werden zunächst 5 Jahre zugrundegelegt, die nach dem Erreichen 

akzeptabler Gütemaße auf 13 Jahre erhöht werden. Die Anfangsbedingungen werden als 

Berechnungsergebnisse einer mit vorkalibrierten Parametern durchgeführten Langzeitsimu- 

lation zum Zeitpunkt des Beginns der Kalibrierungsphase als Grid-Files bereitgestellt (siehe 

Tabelle 18). 

Tab.18: Initialisierungsgrids 

alb__grd.bin Albedo 

nfki_grd.bin nutzbare Feldkapazität im inaktiven Bodenspeicher 

sb___grd.bin Bodenfeuchte 

sbia_grd.bin Bodenfeuchte im inaktiven Bodenspeicher 

sd___grd.bin Sättigungsdefizit 

si___grd.bin Interzeptionsspeicher 

sif__grd.bin Speicher für Zwischenabfluss 

ssp__grd.bin Anteil des vom Grundwasser gefluteten Bodenspeichers 

suz__grd.bin Speicher der ungesättigten Zone 

Wie in Kapitel 3 beschrieben, wird für die Kalibrierung eine im Teilgebiet 9 modifizierte Tabel- 

le der gemessenen Abflüsse verwendet, um für dieseTeilgebiete eine ausreichend lange 

Kalibrierungszeitreihe zur Verfügung zu haben. 

5.2. Ergebnisse der Kalibrierung 

5.2.1. Ermittelte Bodenmodellparameter 

Die Kalibrierung des WASIM-Bodenmodells für den Zeitraum 12.8.1983 bis 13.8.1996 führt 

zu den in der Tabelle 19 aufgeführten Bodenparametern. Die Parameter SD0 und SUZ0 

werden aufgrund der Verwendung von Initialisierungsgrids nicht eingelesen. Wie in Kapitel 

4.1 beschrieben, werden Abflussverluste (Karst) durch Zuschaltung des verzögerten Basis-



abflusses realisiert. Dessen Speicherrückgangskonstante wird daher auf einen sehr hohen 

Wert (Kb>450a) festgelegt. Für das Teilgebiet 1 (Krotzenburg) werden aufgrund fehlender 

Abflusszeitreihen keine Werte ermittelt. 

Tab. 19: Ergebnis der Kalibrierung: Parameter des Bodenmodells 

TG m Tkorr Kkorr Kd SHmax Kh Tb Pgrenz rk Cmelt 

2 0.142 0.012 0.256 35.058 140.605 145.322 0 5.784 0.923 0.05 

3 0.101 0.028 2.551 36.8 87.221 180.669 0 11.561 0.994 0.05 

4 0.152 0.007 1.45 17.324 87.272 139.211 0 12.502 0.857 0.05 

5 0.087 0.059 0.292 26.127 144.992 162.537 0 2.29 0.342 0.05 

6 0.222 0.012 0.63 27.905 104.572 62.502 0 13.366 0.58 0.35 

7 0.07 0.05 1.004 23.003 56.443 110.464 0 2.04 0.388 0.05 

8 0.098 0.126 2.084 39.883 101.069 157.794 0 4.925 0.512 0.05 

9 0.11 0.104 5.366 10.819 63.502 154.699 0 11.896 0.558 0.1 

10 0.269 0.03 2.016 38.846 148.04 195.83 0.018 2.582 0.463 0.3 

11 0.143 0.015 1.82 38.561 124.581 203.993 0 6.213 0.845 0.05 

12 0.267 0.011 1.148 31.031 128.251 261.9 0 3.257 0.967 0.05 

13 0.033 0.028 5.994 32.03 73.267 38.054 0 10.46 0.691 0.3 

14 0.027 0.212 5.577 26.462 87.804 262.765 0 14.177 0.435 0.1 

15 0.095 0.074 2.568 22.03 90.277 213.657 0 3.438 0.4 0.05 

16 0.194 0.022 5.158 29.789 115.139 235.725 0 10.378 0.68 0.05 

17 0.139 0.02 3.586 34.576 108.879 176.086 0 2.394 0.768 0.05 

18 0.215 0.023 2.739 33.725 121.198 122.098 0 6.774 0.95 0.05 

19 0.13 0.1 1 23 32 65 0 2 0.2 0.05 

20 0.121 0.036 0.509 27.617 104.089 226.014 0.003 2.948 0.879 0.3 

21 0.062 0.078 1.393 23 51.337 180.819 0 8.306 0.319 0.1 

22 0.07 0.04 2.052 23 92.113 165.096 0 17.086 0.334 0.05 

23 0.102 0.062 2.119 32.915 126.017 228.693 0 9.566 0.892 0.05 

24 0.14 0.39 4.838 37.751 116.618 258.807 0 7.502 0.567 0.3 

25 0.108 0.074 2.053 18.857 114.922 132.272 0.005 7.482 0.44 0.3 

26 0.195 0.057 3.438 38.088 142.125 259.612 0 6.079 0.947 0.05 

27 0.185 0.04 1.829 39.193 106.195 246.859 0 11.229 0.819 0.05 

28 0.154 0.129 2.519 9.897 71.565 147.281 0.014 14.181 0.492 0.3 

29 0.179 0.036 1.301 33.136 114.459 160.482 0.024 3.482 0.541 0.3 

30 0.182 0.111 3.565 8.911 90.24 42.218 0 2.148 0.33 0.55 

31 0.171 0.027 0.338 29.48 51.751 238.602 0.009 2.582 0.808 0.3 

32 0.168 0.052 0.919 28.062 126.16 218.605 0.026 2.175 0.92 0.3 

33 0.055 0.023 0.837 23 20 110 0.018 22 0.4 0.3 

34 0.082 0.033 2.758 34.929 42.15 129.974 0.003 5.89 0.981 0.3 

35 0.073 0.031 1.297 23 33.102 105.58 0.02 10 0.4 0.3 

36 0.201 0.004 4.729 30.963 114.795 55.042 0 7.929 0.899 0.35 

37 0.16 0.036 3.198 18.055 126.638 170.048 0 4.544 0.6 0.05 

38 0.175 0.425 3.927 23.718 62.211 188.392 0 15.181 0.437 0.1 

39 0.017 0.017 3.117 27.333 94.697 38.04 0 19.75 0.772 0.95 

40 0.195 0.011 3.066 29.772 149.188 252.821 0 21.668 0.183 0.05 

41 0.07 0.021 0.898 23 56 110 0 2 0.4 0.05 

42 0.058 0.023 4.126 38.051 88.726 31.428 0 22.458 0.808 0.95



5.2.2. Erzielte Gütemaße bei der Modellkalibrierung 

Die Ergebnisse der sequentiell (also mit gemessenen Abflüssen als Eingang der jeweiligen 

Zwischengebiete) durchgeführten Kalibrierung sind in Form der erzielten R 2 -Log-Werte in 

Abbildung 6 dargestellt. Zusätzlich sind die Volumenquotienten (∑Abfluss simuliert / 

∑Abfluss gemessen) angegeben. Volumenquotienten unter eins zeigen eine Unterschät- 

zung, Werte über eins eine Überschätzung des Abflussvolumens an, wobei Abweichungen 

über 15% in rot dargestellt werden. 

Abb. 6: Gütewerte und Volumenquotienten der Kalibrierungsphase 

Insgesamt werden im Rahmen der Kalibrierung 80 % der Pegelgebiete mit Nash-Sutcliff- 

Effizienzen über 0,7 und 54 % der Gebiete mit Effizienzen über 0,8 abgebildet. 

In der Tabelle A1 im Anhang sind die gebietsbezogenen Wasserhaushaltskomponenten (d.h. 

jeweils bezogen auf das gesamte Einzugsgebiet eines Teilgebiets) sowie die Gütewerte für 

jedes Teilgebiet für den Kalibrierungszeitraum dargestellt.



6. Validierung und Langzeitsimulation des Wasserhaushalts 

6.1. Erzielte Gütemaße bei der Modellvalidierung 

6.1.1. Modellvalidierung mit gemessenen Zuleitungen 

Die Validierung wird simultan, also mit gerechneten Zuflüssen in sämtlichen, jeweils oberhalb 

liegenden Teilgebieten durchgeführt und bezieht sich auf den Zeitraum 01.01.1975 bis 

31.12.1985. Die Zuleitungen für Tauber, Regnitz und Oberen Main werden über gemessene 

Zeitreihen realisiert. Da für den Zeitraum nicht für alle Teilgebiete Abflusszeitreihen zur Vali- 

dierung vorliegen, können für die Teilgebiete 24, 30 und 34 keine Gütewerte berechnet wer- 

den (siehe Abbildung 7). Der Vergleich mit den Kalibrierungsergebnissen ergibt in rund zwei 

Drittel der Teilgebiete eine Verschlechterung des logarithmischen R². Bei den übrigen Teil- 

gebieten kommt es zu geringen Verbesserungen (siehe auch Tabelle A2 im Anhang). In den 

Teilgebieten 3 und 10 zeigt sich eine Abnahme auf Werte unterhalb 0,5. Ursache dafür sind 

sicher auch die relativ kurzen Zeiträume mit gemessenen Abflusswerten (426 valide Tage 

bei TG 3, 1129 Tage bei TG 10). 

Abb. 7: Gütewerte und Volumenquotienten der Validierungsphase



6.1.2. Modellvalidierung mit simulierten Zuleitungen 

Die Zuleitungsdaten für Tauber, Regnitz und Oberer Main liegen für den Zeitraum 

01.01.1961 bis 31.12.1990 auch simuliert vor. Mit diesen Daten wird eine Validierung für den 

gleichen Zeitraum wie bei der Modellvalidierung mit gemessenen Zuleitungen durchgeführt 

(01.01.1975 - 31.12.1985). Erwartungsgemäß sinkt das Gütekriterium bei Verwendung der 

simulierten Zuleitungen in den betroffenen Zwischengebieten. Tabelle 20 listet die Nash- 

Sutcliff-Effizienz (R²-Log) für die Validierung mit einerseits gemessenen und andererseits 

simulierten Zuleitungen sowie deren prozentuale Abweichungen für die betroffenen Zwi- 

schengebiete auf. Für das Teilgebiet 30 (Würzburg/Main) liegen für diesen Validierungs- 

zeitraum keine gemessenen Abflussdaten zur Berechnung des Gütekriteriums vor. 

Tab. 20: Vergleich von R²-Log für die Modellvalidierung mit gemessenen und mit simulierten 

Zuleitungen für den Zeitraum 01.01.1975 - 31.12.1985 

Zwischengebiet 

R²-Log (dimensionslos) 

Zuleitungen gemessen Zuleitungen simuliert 

Prozentuale Differenz 

(gem-sim)/gem*100 [%] 

6 (Klei) 0.9132 0.8811 3.5 

13 (Stei) 0.9209 0.8917 3.2 

30 (Wuem) - - - 

36 (Schw) 0.9621 0.9069 5.7 

38 (Trun) 0.9823 0.9128 7.1 

Um die Ergebnisse des Modelllaufs mit simulierten Zuleitungen über den gesamten Zeitraum 

(1961-1990) zu vergleichen, sind für diesen Zeitraum auch die Gütewerte der Modellierung 

mit gemessenen Zuleitungen erhoben worden und in folgender Tabelle (Tabelle 21) gegen- 

über gestellt. 

Tab. 21: Vergleich von R²-Log für die Modellvalidierung mit gemessenen und mit simulierten 

Zuleitungen für den Zeitraum 01.01.1961 - 31.12.1990 

Zwischengebiet 

R²-Log (dimensionslos) 

Zuleitungen gemessen Zuleitungen simuliert 

Prozentuale Differenz 

(gem-sim)/gem*100 [%] 

6 (Klei) 0.9141 0.8840 3.3 

13 (Stei) 0.9214 0.8910 3.3 

30 (Wuem) 0.6157 0.6089 1.1 

36 (Schw) 0.9540 0.9054 5.1 

38 (Trun) 0.9832 0.9169 6.7 

Die Verwendung der simulierten Zuleitungen führt in den aufgeführten Zeiträumen zu einer 

Verringerung der Nash-Sutcliff-Effizienz um 1,1 bis 7,1 % gegenüber den Modellläufen mit 

gemessenen Zuleitungswerten. 

Nach Absprache mit dem Auftraggeber werden für weitere Auswertungen in den folgenden 

Kapiteln die Daten des Modelllaufs mit den gemessenen Zuleitungsdaten verwendet.



6.2. Ergebnisse der Langzeitsimulation des Wasserhaushalts 

6.2.1. Gütewerte der Langzeitsimulation für alle Pegeleinzugsgebiete 

Die simultane Langzeitsimulation wird über den gesamten verfügbaren Zeitraum, also vom 

01.01.1961 bis zum 31.12.2000 durchgeführt. Die resultierenden R 2 -Log-Werte sind in Abbil- 

dung 8 dargestellt. Es werden 68 % der Teilgebiete mit Nash-Sutcliff-Effizienzen über 0,7 

und 46 % der Gebiete mit Effizienzen über 0,8 abgebildet. 

Abb. 8: Gütewerte und Volumenquotienten der Langzeitsimulation 

Die Gütewerte und gebietsbezogenen Wasserbilanzen der Langzeitsimulation für alle Teil- 

gebiete sind im Anhang in Tabelle A3 zusammengefasst. Für ausgewählte Teilgebiete (siehe 

Tabelle 22) sind jährliche Gütewerte und Wasserbilanzen aufgeführt. Wie schon bei den Bi- 

lanzen der Kalibrierungs- und Validierungsphase werden auch bei der Langzeitsimulation nur 

die Zeiträume berücksichtigt, in denen gemessene Abflusszeitreihen für das jeweilige Teil- 

gebiet vorliegen. Die Angaben zu den Wasserhaushaltskomponenten werden über den ver- 

fügbaren Zeitraum gemittelt und anschließend auf ein Jahr bezogen.



Tab. 22: Ausgewählte Teilgebiete mit jährlichen Gütewerten; die Tabellen mit den jährlichen 

Gütewerten für die jeweiligen Teilgebiete befinden sich im Anhang. 

Teilgebiet Gewässer 

Pegel A E [km²] siehe Tab. 

6 Main Kleinheubach 21491 A4 

8 Erl Bürgstadt 249 

A5 

14 Sinn Gemünden 620 A6 

17 Fränkische Saale Wolfsmünster 2121 A7 

21 Fränkische Saale Salz 1042 A8 

26 Wern Sachsenheim 600 A9 

30 Main Würzburg/M 13996 A10 

38 Main Trunstadt 11985 A11 

6.2.2. Jährliche Wasserbilanzen für ausgewählte Pegel 

Im Gegensatz zu den Wasserbilanzen die mit den Gütewerten der Kalibrierung, Validierung 

und Langzeitsimulation aufgeführt werden (Kapitel 5.2.2, 6.1, 6.2.1) enthalten die jährlichen 

Wasserbilanzen die mittleren Jahressummen (Kalenderjahr) der Wasserhaushaltskompo- 

nenten über den gesamten Zeitraum von 1961 bis 2000. Aufgrund dieser Berechnungs- 

grundlage kommt es zu leicht abweichenden Ergebnissen. Es wird die simulierte Abfluss- 

komponente verwendet, so dass die Ergebnisse unabhängig von der Verfügbarkeit gemes- 

sener Abflusszeitreihen dargestellt werden können. Tabelle 23 zeigt die Bilanz für den Pegel 

Kleinheubach, Tabellen zu weiteren Teilgebieten befinden sich im Anhang (siehe Tabelle 

A12 - A19). 

Tab. 23: Jährliche Wasserbilanz für Pegel Kleinheubach / Main, TG 6. 

Jahr N V Qsim N-V-Qsim 

mm mm mm mm 

1961 925.7 594.5 237.3 93.8 

1962 692.5 576.7 213.5 -97.7 

1963 652.9 554.2 132.5 -33.9 

1964 567.5 541.1 89.7 -63.3 

1965 1181.7 571.5 350.7 259.4 

1966 1063.5 602.9 407.8 52.9 

1967 822.5 605.2 304.4 -87.1 

1968 888.6 606.4 307.2 -25.1 

1969 801.7 613.5 257.9 -69.6 

1970 893.4 589.6 334.6 -30.8 

1971 648.4 621.3 159.2 -132.0 

1972 725.0 567.7 130.6 26.7 

1973 703.2 590.7 150.4 -37.9 

1974 898.1 584.4 225.5 88.1 

1975 648.1 601.7 212.3 -165.8 

1976 513.0 489.5 121.1 -97.6 

1977 869.1 568.5 188.0 112.5 

1978 762.1 572.7 222.3 -33.0 

1979 811.5 571.1 271.1 -30.7 

1980 834.0 586.4 277.2 -29.6 


mm mm mm mm 

1981 1023.5 600.1 342.1 81.3 

1982 786.6 614.1 301.3 -128.8 

1983 791.0 592.6 292.3 -93.9 

1984 897.3 571.8 264.9 60.6 

1985 681.4 608.7 168.6 -95.9 

1986 924.6 602.4 248.6 73.6 

1987 905.6 570.6 364.4 -29.5 

1988 922.2 585.7 398.7 -62.3 

1989 789.5 602.6 223.7 -36.7 

1990 788.7 607.8 196.6 -15.7 

1991 569.8 544.6 155.1 -129.8 

1992 885.5 657.1 172.6 55.8 

1993 780.4 597.6 185.7 -2.9 

1994 858.5 637.0 283.3 -61.9 

1995 1007.0 635.5 353.6 17.9 

1996 727.3 591.4 197.0 -61.1 

1997 694.2 618.2 209.8 -133.8 

1998 908.8 573.6 259.3 75.9 

1999 857.0 638.0 300.9 -81.9 

2000 829.4 631.9 251.0 -53.6



6.2.3. Mittlere Jahressummen der Wasserhaushaltskomponenten 

Die gebietsbezogenen mittleren Jahressummen der Wasserhaushaltskomponenten sind in 

der folgenden Tabelle 24 für alle Teilgebiete aufgeführt. Stellvertretend sind für 8 ausgewähl- 

te Pegel die Abflussganglinien simuliert und gemessen, sowie Differenzen in den Abbildun- 

gen A7 - A14 im Anhang dargestellt. 

Tab. 24: Mittlere Jahressummen der Wasserhaushaltskomponenten, alle Angaben in mm 

TG N V Qsim N-V-Qsim 

mm mm mm mm 

2 963.0 638.4 321.3 3.3 

3 885.8 596.5 286.9 2.3 

4 981.6 626.8 351.9 2.8 

5 931.0 675.2 253.3 2.5 

6 813.5 592.6 245.1 -24.2 

7 947.8 668.4 277.8 1.5 

8 814.6 596.2 217.2 1.1 

9 791.3 557.0 203.0 31.3 

10 726.8 574.8 95.9 56.1 

11 1029.4 676.2 350.2 3.1 

12 1106.3 709.5 392.8 4.0 

13 787.7 577.8 249.5 -39.5 

14 998.0 665.7 328.7 3.6 

15 1007.7 653.8 350.4 3.5 

16 1063.9 623.3 437.5 3.1 

17 820.1 588.4 228.6 3.1 

18 805.1 575.9 225.7 3.5 

19 748.4 573.4 166.2 8.7 

20 744.7 567.5 164.5 12.7 

21 799.1 565.3 230.7 3.0 

22 1012.1 635.4 374.6 2.2 

TG: Teilgebiet 

N: Niederschlag 

V: Verdunstung 

Qsim: simulierter Abfluss 


mm mm mm mm 

23 830.3 569.5 258.5 2.2 

24 711.7 546.9 162.3 2.5 

25 713.7 521.6 178.2 13.9 

26 722.4 568.7 134.3 19.3 

27 711.7 558.7 120.4 32.6 

28 716.7 557.8 107.4 51.5 

29 743.3 564.6 103.3 75.4 

30 736.9 548.1 257.6 -68.8 

31 686.7 555.1 96.1 35.4 

32 711.5 542.8 101.3 67.4 

33 741.5 517.5 187.2 36.8 

34 758.2 540.5 206.7 11.0 

35 708.0 505.0 155.7 47.2 

36 732.6 551.9 267.8 -87.0 

37 752.2 569.9 180.4 1.9 

38 786.9 571.2 272.8 -57.1 

39 753.4 502.0 247.5 3.9 

40 802.4 600.6 200.1 1.7 

41 819.5 618.6 198.5 2.5 

42 770.4 612.0 337.3 -178.9 

6.2.4. Mittlere Monatssummen und prozentuale Abweichungen 

des Abflusses 

Die mittleren Monatssummen des gemessenen und simulierten Abflusses sowie die prozen- 

tualen monatlichen Differenzen für 8 ausgewählte Pegel sind in der folgenden Abbildung 9 

dargestellt. Weitere Abbildungen für alle Pegel sind im Anhang (Abbildung A1 - A6) angefügt. 

Die Berechnung der prozentualen Abweichungen erfolgt in der Form (Qsim-Qgem) / Qsim * 100.



Mittlere Monatssummen und Differenzen für den gemessenen und simulierten Abfluss 

Q [mm / Monat] 

0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

Qgem Qsim (Qsim-Qgem)/Qsim*100 

TG 6 (Klei) 

J F M A M J J A S O N D 

TG 14 (Gemu) 


TG 21 (Salz) 


TG 30 (Wuem) 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

TG 8 (Buer) 


TG 17 (Wolf) 


TG 26 (Sach) 


TG 38 (Trun) 


Abb. 10: Mittlere Monatssummen und prozentuale Differenzen für den gemessenen und 

simulierten Abfluss für ausgewählte Teilgebiete 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%]



7. Detailbetrachtung Fränkische Saale 

Die Fränkische Saale (AE = 2765 km²) entspringt im Grabfeld bei Bad Königshofen und mün- 

det nach 101 km und einer Höhendifferenz von 77 m in den Main. 

Innerhalb des Wasserhaushaltsmodells wird das Einzugsgebiet der Fränkische Saale bis 

zum Pegel Wolfsmünster über 5 Kopf- und 4 Zwischengebiete mit einer Einzugsgebietsgrö- 

ße von insgesamt 2121 km² dargestellt (siehe Abbildung 11). 

Die Sinn, die ebenfalls in die Fränkische Saale mündet, wird in diesem Kapitel nicht mit be- 

trachtet, da der Zusammenfluss der beiden Flüsse unterhalb des Pegels Wolfsmünster liegt 

und somit kein Pegel an der Fränkischen Saale unterhalb der Mündung der Sinn zur Verfü- 

gung steht. Das Teilgebiet 13 (Steinbach) ist bereits ein Zwischengebiet des Mains. (siehe 

Abbildung 11) 

Steinbach 

(ZG13) 

Main 

Sinn 

Fränkische Saale 

Wolfsmünster 

2120.9 km² 

ZG (17) 545.6 km² 

ab Bad Kissingen 

bis Wolfsmünster 

Bad Kissingen 

1576.2km² 

ZG (18) 275.5 km² ab 

- Münnerstadt 

- Salz 

bis Bad Kissingen 

ZG (21) 257.4 km² ab 

- Bad Königshofen 

- Gollmuthhausen 

- Unsleben 

- Schweinhof 

bis Salz 

Salz 

1041.8 km² 

Münnerstadt 

258.6 km² 

ZG (19) 109.8 km² 

ab Poppenlauer 

bis Münnerstadt 

Bad Königshofen 

KG (25) 75.9 km² 

Poppenlauer 

KG (20) 150.9 km² 

Abb. 11: Systemskizze vom Einzugsgebiet der Fränk. Saale bis zum Pegel Wolfsmünster 

Lauer 

Brend 

Streu 

Milz 

Schweinhof 

KG (22) 111.1 km² 

Unsleben 

KG (23) 434.7 km² 

Gollmuthhausen 

KG (24) 158.1 km² 

In folgender Tabelle 25 sind für alle Teilgebiete der Fränkischen Saale bis zum Pegel 

Wolfsmünster die Gütewerte der Langzeitsimulation dargestellt. Die ebenfalls angegebenen 

Wasserhaushaltskomponenten sind über den Zeitraum verfügbarer gemessener Abflussda- 

ten gemittelt und auf ein Jahr bezogen. Die niedrigsten Gütewerte werden im Teilgebiet 24 

(Gollmuthhausen) ermittelt. Ursächlich dafür ist neben der Verkarstung sicher auch der rela- 

tiv kurze Zeitraum an verfügbaren gemessenen Abflussdaten im Kalibrierungszeitraum (2477 

von 4019 Tagen). Für die Langzeitsimulation von 1961 bis 2000 können im Gebiet Fränki- 

sche Saale 66% der Pegelgebiete mit Nash-Sutcliff-Effizienzen über 0,7 und 33 % der Ge- 

biete mit Effizienzen über 0,8 abgebildet werden.



Tab. 25: Gütewerte der Langzeitsimulation für die Teilgebiete der Fränk. Saale 

TG N V Qgem Qsim N-V-Qgem N-V-Qsim R 2 -Log R 2 -Lin d 

mm mm mm mm mm mm d 

17 820.0 588.3 261.1 228.6 -29.4 3.1 0.8605 0.7923 13880 

18 805.0 575.9 260.8 225.7 -31.7 3.5 0.8590 0.7807 13880 

19 741.1 574.1 194.2 157.5 -27.2 9.5 0.6596 0.5923 11384 

20 738.7 569.6 151.5 157.2 17.5 11.8 0.7103 0.5235 11749 

21 799.0 565.3 261.5 230.7 -27.8 3.0 0.8633 0.7610 13880 

22 1012.1 635.4 458.6 374.6 -81.9 2.2 0.7937 0.6764 13880 

23 820.4 566.7 271.4 252.0 -17.6 1.7 0.8283 0.7107 12115 

24 717.2 570.9 195.5 150.4 -49.2 -4.1 0.6508 0.4558 3944 

25 704.2 520.4 171.3 169.5 12.5 14.3 0.6876 0.5464 11384 


N: Niederschlag 

V: Verdunstung 

Qgem: gemessener Abfluss 


d: Anzahl der Tage, für die Werte zur Berechnung zur Verfügung stehen 

Die mittleren Jahressummen 

der Wasserhaushaltskomponen- 

ten stehen in engem Zusam- 

menhang zur topographischen 

Situation im Einzugsgebiet. Die 

Teilgebiete am Südostabfall der 

Rhön (TG 17,18,22,23) weisen 

höhere Niederschläge (> 800 

mm/a) auf als die niedriger ge- 

legenen Teilgebiete die sü- 

dostwärts anschließen. Dem- 

entsprechend sind in diesen 

Gebieten auch höhere Abfluss- 

werte zu verzeichnen (siehe 

Tabelle 26 und Abbildung 12). 

Abb.12 Höhendarstellung des Einzugsgebiets der Fränki- 

schen Saale 

Tab. 26: Mittlere Jahressummen der Wasserhaushaltsgrößen der einzelnen Teilgebiete 


mm mm mm mm 

17 820.1 588.4 228.6 3.1 

18 805.1 575.9 225.7 3.5 

19 748.4 573.4 166.2 8.7 

20 744.7 567.5 164.5 12.7 

21 799.1 565.3 230.7 3.0 


mm mm mm mm 

22 1012.1 635.4 374.6 2.2 

23 830.3 569.5 258.5 2.2 

24 711.7 546.9 162.3 2.5 

25 713.7 521.6 178.2 13.9



Eine Darstellung der gemessenen und simulierten Abflüsse sowie der relativen und absolu- 

ten Differenzen über den gesamten Zeitraum am Pegel Wolfsmünster findet sich im Anhang 

in Abbildung A10. 

Für den Gebietsauslass Wolfsmünster weist das Modell bezogen auf den Zeitraum 1961 bis 

2000 folgende mittlere Jahressummen auf: 

Tab. 27 Wasserhaushaltskomponenten für Gebietsauslass Wolfsmünster / Fränk. Saale 

- Gebietsniederschlag: 

(flächengewichtet gemittelte Teilgebietsniederschläge ohne Berücksichtigung 

der Gebietsniederschläge der Zuleitungsgebiete) 

- Gebietsverdunstung: 

(flächengewichtet gemittelte Teilgebietsverdunstung ohne Berücksichtigung 

der Gebietsverdunstung der Zuleitungsgebiete) 

820 mm 

588 mm 

- Abfluss: 229 mm 

Die Differenz aus Niederschlag, Verdunstung und Abfluss liefert einen Wert von 3 mm, das 

Modell ist also für den Gesamtzeitraum nahezu bilanzrein. 

mm/a 

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 

Niederschlag, Evapotranspiration, Abfluss und Differenz [mm/a] 

TG 17, Pegel Wolfsmünster / Fränk.Saale, 1961-2000 

Niederschlag Evapotranspiration Abfluss Differenz 

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 

Abb. 13: Mittlere Jahreswerte für Niederschlag, Evapotranspiration (ETR+EI), Abfluss und 

Differenz in mm/a für Gebietsauslass der Fränkischen Saale bei Pegel Wolfsmüns- 

ter für den Zeitraum 1961 bis 2000



8. Diskussion 

Die räumliche Verteilung von Niederschlag, Verdunstung und Abfluss stehen in enger Bezie- 

hung zur Topographie und Geologie des Untersuchungsgebiets. Mit zunehmender Gebiets- 

höhe steigt die Niederschlagsumme und somit auch die reale Verdunstung sowie der Abfluss 

(siehe Abbildung 14 und Anhang Abbildung A15 - A18: rasterbezogene Darstellungen). 

Abb. 14: Digitales Geländemodell und rasterbasierte Niederschlagsverteilung 

Bei der Betrachtung der räumlichen Verteilung der Wasserhaushaltskomponenten auf Basis 

der Modellraster (1 km²) fallen die unterschiedlichen Variationskoeffizienten auf (Karten A15 

bis A18 im Anhang). Dieser Koeffizient wird durch Division der Standardabweichung durch 

den Mittelwert gebildet und stellt somit die relative Standardabweichung dar, die unabhängig 

von den Wertebereichen der Ausgangsgrößen verglichen werden kann. Während der Varia- 

tionskoeffizient bei den Komponenten Niederschlag, potentielle und reale Verdunstung im 

Bereich zwischen 0,15 und 0,18 liegt, weist er bei dem Abfluss einen Wert von 1,29 auf. Der 

deutliche Unterschied liegt zum einen an der räumlichen Variabilität aller den Abfluss beein- 

flussenden Geofaktoren. Zum anderen muss aber auch davon ausgegangen werden, dass 

die reale räumliche Heterogenität des Niederschlags aufgrund der glättend wirkenden Inter- 

polationsverfahren und in der Folge auch die reale räumliche Heterogenität der Verdunstung 

nicht vollständig wiedergegeben wird. 

Ein Vergleich der Wasserhaushaltsgrößen am Gebietsauslass Kleinheubach / Main mit Lite- 

raturwerten für das Maingebiet vom Staatsministerium für Landesentwicklung und Umwelt- 

fragen (BStMLU) ergibt modellseitig höhere Angaben zum Niederschlag und daraus folgend 

auch zu Verdunstung und Abfluss. Dies geht sicher auf die Niederschlagskorrektur zurück, 

die in den Literaturwerten wahrscheinlich nicht berücksichtigt ist (siehe Tabelle 28). Zu be- 

achten ist zudem, dass die Daten des BStMLU nur die bayerischen Anteile des Einzugsge-



biets berücksichtigen, und dass in den Modelldaten Niederschlag und Verdunstung der Zulei- 

tungsgebiete nicht enthalten sind. 

Tab. 28: Modell- und Literaturwerte zu Wasserhaushaltsgrößen 

Gebietsabgrenzung Fläche Gebietsniederschlag Verdunstung Abfluss 

v. Regnitz bis Kahl 

(BStMLU, 1994): 

v. Kemmern bis Kleinheubach 

(WASIM-Modell) 

6003 

km²(*) 

22479 

km² 

717 

mm/a 

814 

mm/a 

500 

mm/a 

593 

mm/a 

216 

mm/a 

245 

mm/a 

Abweichung [%] 14 % 19 % 13 % 

(*) nur bayerischer Anteil des Einzugsgebietes 

Die räumliche Verteilung der Nash-Sutcliff-Effizienzen (R²-Log) steht in deutlicher Beziehung 

zu den geologischen Verhältnissen und den Niederschlagsverhältnissen. 77 % der Teilgebie- 

te mit den niedrigsten Nash-Sutcliff-Werten (zwischen 0,56 und 0,7) liegen vollständig oder 

teilweise in Bereichen der mainfränkischen Muschelkalkplatten, die als mäßige bis sehr gute 

Kluft- oder Karstgrundwasserleiter ausgebildet sein können (siehe Abbildung 15 und auch 

Kapitel 2.1). Die Südwest-Nordost streichende Muschelkalkschicht fällt nach Südosten hin 

ein und ist dort vom ebenfalls teilweise wasserdurchlässigen Keuper überdeckt, so dass 

auch südostwärts anschließende Teilgebiete dem Karsteinfluss ausgesetzt sein können. Die 

Muschelkalkgebiete weisen zudem eine niedrige Gebietshöhe und damit einhergehend ge- 

ringere Niederschläge auf. Zwischen Schweinfurt und Ochsenfurt beispielsweise fallen im 

Mittel nur 600 mm Niederschlag pro Jahr (BStMLU, 1994). Diese Kombination aus Trocken- 

heit und Karsteinflüssen erschwert die Anpassung der Parameter und bedingt daher vermut- 

lich die vergleichsweise niedrigen Gütewerte. Insbesondere bei der Betrachtung der jährli- 

chen Gütewerte (siehe Anhang Tabelle A4 - A11, sowie digitale Daten) fällt auf, dass diese 

im Karstgebiet starken Schwankungen unterliegen und in trockeneren Jahren vereinzelt so- 

gar in den negativen Bereich abfallen können.



Abb. 15: Gebiete mit niedrigen Gütewerten (R²-Log < 0,7), Verbreitung der mainfränkischen 

Muschelkalkplatten 

Insgesamt wird bezüglich der Langzeitsimulation trotz der schwer parametrisierbaren Karst- 

einflüsse für alle Teilgebiete eine durchschnittliche Nash-Sutcliff-Effizienz von 0,78 erzielt. 

Das kalibrierte Modell zielt auf die möglichst gute Nachbildung des Wasserhaushalts. Für die 

zutreffende Abbildung der Hochwasserverhältnisse sollte eine Rekalibrierung des Modells 

mit spezifischer formulierten Zielkriterien erfolgen.



9. Zusammenfassung 

Der vorliegende Bericht beschreibt die Kalibrierung, Validierung und Anwendung des Mo- 

dells ASGi / WASIM zur Berechnung des Wasserhaushalts im Einzugsgebiet des Mittleren 

und Unteren Mains. Zur Modellierung des Wasserhaushalts wird das Gesamtgebiet in ins- 

gesamt 42 Teilgebiete mit Einzugsgebietsgrößen zwischen 78 km² und 930 km 2 unterglie- 

dert. 

Hinsichtlich der nicht zu kalibrierenden Modellkomponenten wird weitgehend auf die Default- 

Werte von ASGi/ WASIM zurückgegriffen. Eine Ausnahme davon ergibt sich aus einer Ver- 

änderung der Landnutzungsparameter, da die Default-Werte in diesem Fall aus unserer 

Sicht zu sehr an alpine Verhältnisse angepasst sind. 

Etwa ein Drittel der Gebietsfläche ist von Karst beeinflusst. Dies erschwert die Modellierung, 

da die ansonsten überwiegend physikalisch basierte Beschreibung der einzelnen Komparti- 

mente in Karstgebieten nicht möglich ist. Aus diesem Grund wird in den Karstgebieten das 

Teilmodell des verzögerten Basisabflusses eingeführt, der dazu dient, die Tiefenversicke- 

rung konzeptionell abzubilden. 

Die Kalibrierung der zehn Bodenparameter des Modells erfolgt anhand der Abflussgangli- 

nien von insgesamt 41 Pegeln. Da eine ausschließlich manuelle Kalibrierung mit einem er- 

heblichen, in dem verfügbaren Zeitrahmen kaum leistbaren Arbeitsaufwand verbunden wä- 

re, werden hier zwei Hilfsmittel zur effektiveren Suche nach den optimalen Parametern ein- 

gesetzt, nämlich die überwachte, systematische Parametervariation sowie die Parameterop- 

timierung. Dabei dient die überwachte Parametervariation im wesentlichen der Festlegung 

geeigneter Startwerte und Wertebereiche für die nachfolgende Parameteroptimierung. Beim 

gewählten Optimierungsverfahren (SCE) handelt es sich um einen, auf der sogenannten 

Evolutionsstrategie aufsetzenden Algorithmus, der speziell im Rahmen hydrologischer Op- 

timierungsprobleme entwickelt worden ist. Als Zielfunktion wird die Summe aus der linearen 

und logarithmischen Nash-Sutcliff-Effizienz zugrundegelegt. 

Wie die Ergebnisse der Kalibrierung (Kapitel 5.2.2, Abbildung 6) und Validierung (Kapitel 

6.1.1, Abbildung 7) zeigen, ist die gewählte Kalibrierungsstrategie zur Eichung des Modells 

geeignet: So können bei der Kalibrierung 80 % der Pegelgebiete mit Nash-Sutcliff- 

Effizienzen über 0,7 und 57 % der Gebiete mit Effizienzen über 0,8 abgebildet werden, bei 

der Validierung sind es 70 % über 0,7 und 54 % über 0,8. Zur Erzielung dieser Ergebnisse 

sind in der Summe etwa 8000 Modellläufe durchgeführt worden. Weitere Verbesserungen



der Optimierungsergebnisse lassen sich aus unserer Sicht durch weitergehende Untersu- 

chungen zur Festlegung der Zielfunktion erreichen. 

Die Anwendung des kalibrierten und validierten Modells zur Ermittlung der Wasserhaus- 

haltskomponenten liefert für den Gebietsauslass (Pegel Kleinheubach) bezogen auf den 

Zeitraum 1961- 2000 folgende mittleren Jahressummen: 

Tab. 29 Wasserhaushaltskomponenten für Gebietsauslass Kleinheubach / Main 

- Gebietsniederschlag: 

(flächengewichtet gemittelte Teilgebietsniederschläge ohne Berücksichtigung 

der Gebietsniederschläge der Zuleitungsgebiete) 

- Gebietsverdunstung: 

(flächengewichtet gemittelte Teilgebietsverdunstung ohne Berücksichtigung 

der Gebietsverdunstung der Zuleitungsgebiete) 

814 mm 

593 mm 

- Abfluss: 245 mm 

Die Differenz aus Niederschlag, Verdunstung und Abfluss liefert einen Wert von -24 mm, das 

Modell ist also über den Gesamtzeitraum betrachtet, nahezu bilanzrein. 

Den zeitlichen Verlauf der Jahressummen von Niederschlag, Verdunstung und Abfluss für 

den Gebietsauslass zeigt die Abbildung 16. 

mm/a 

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 


TG 6, Pegel Kleinheubach / Main, 1961-2000 


1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 

Abb. 16: Zeitreihen der Wasserhaushaltsgrößen am Gebietsauslass



10. Summary (english) 

The present report describes the calibration, validation and application of the model ASGi / 

WASIM to compute the water balance in the catchment area of the middle and lower Main. 

The investigation area is subdivided into a total of 42 sub basins with catchment areas be- 

tween 78 km² and 930 km². 

For those model components that are not to be calibrated, the default values of ASGi/WASIM 

were used. An exception to it arises by modifying the land use parameters. From our point of 

view the default values in this module are more adapted to alpine regions and not sufficent 

suitable for the area under investigation. 

About one third of the area is influenced by karst formations. This complicates the modelling, 

because the mainly physically based description of the individual model compartments is not 

possible in karst formations. Therefore the module of the delayed base flow is introduced to 

describe the water seepage in a conceptual way. 

Calibrating the ten soil parameters of the model is carried out by comparisons of measured 

and simulated hydrographs for a total of 41 gauges. Because an exclusively manual calibra- 

tion can hardly be performed within the available time frame, two support tools are used for a 

more effective investigation of the optimal parameters. These are namely the supervised, 

systematic parameter variation as well as the parameter optimisation. 

The supervised parameter variation basically serves the definition of suitable start values and 

ranges for the following parameter optimisation. The optimisation procedure (SCE) has es- 

pecially been developed within the scope of hydrologic optimisation questions and is based 

on the so-called evolution strategy. The sum of linear and logarithmic Nash Sutcliff efficiency 

serves as the objective function of the optimisation procedure. 

The results of the calibration (chapter 5.2.2, figure 6) and validation (chapter 6.1.1, figure 7) 

show that the choosen parameter retrieval strategy is suitable for the calibration of the 

model: Thus 80% of the sub basins show Nash Sutcliff efficiencies higher than 0.7 and 57% 

of the areas show efficiencies over 0.8. With the validation there are 70% over 0.7 and 54% 

higher than 0.8. About 8000 model runs in total have been carried out to achieve these re- 

sults. From our point of view further improvements of the optimisation results can be ob- 

tained by additional investigation to define the objective function.



The application of the calibrated and validated model to inquire the water balance compo- 

nents produces following mean annual sums for the period 1961 - 2000 at the catchment 

outlet (gauge Kleinheubach): 

Tab. 29 water balance components at gauge Kleinheubach / Main 

- Precipitation: 

(mean area-weighted precipitation without considering the 

precipitation of the inlet areas): 

- Evapotranspiration: 

(mean area-weighted evapotranspiration without considering the 

evapotranspiration of the inlet areas): 

814 mm 

593 mm 

- Discharge: 245 mm 

The difference of precipitation, evapotranspiration and discharge is -24 mm. 

Looking at the whole period the model can be seen as nearly balanced. 

Figure 16 shows the time series of the annual sums of precipitation, evapotranspiration dis- 

charge for the area outlet (gauge Kleinheubach). 

mm/a 

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 


TG 6, Pegel Kleinheubach / Main, 1961-2000 


1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 

fig.16: Precipitation, evapotranspiration and discharge at gauge Kleinheubach



Literatur 

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Modells ASGi für die Berechnung des Wasserhaushaltes im Einzugsgebiet der 

Regnitz. Unveröffentlicht.


Modellierung des Wasserhaushalts des Mittleren und Unteren Maingebietes Oktober 2005



Verzeichnis der digitalen Daten 

• /Bericht/ 

• /ASGi/ 

• /ArcGIS/ 

o Unterer_Mittlerer_Main_Bericht.pdf 

o Unterer_Mittlerer_Main_summary_english.pdf 

o /Var01/ lauffähiges ASGi-Projekt 

o /LZ/ Langzeitsimulation 

o /sonstiges/ Kalibrierungssteuerdatei 

o Raumdaten: 

• /Ganglinien/ 

Gütewerte für Kalibrierung, Validierung und Langzeitsimulation mit 

gemessenen Zuleitungsdaten 

Gütewerte für Validierung und Langzeitsimulation mit simulierten Zulei- 

tungsdaten 

Rasterbasierte Ergebnisdaten (N, ETP, ETR+EI, Q) 

Teilgebietsbezogene-Ergebnisdaten (N, ETP, ETR+EI, GWNB) 

Erstreckung der Muschelkalkplatten 

o Ganglinien aller Teilgebiete für die Langzeitsimulation 

• /JährlicheGütewerte/ 

• /Karten/ 

o Jährliche Gütewerte der Langzeitsimulation für alle Teilgebiete (*.dat) 

o Bitmap-Dateien der Raumdaten



Anlage 

Tabellen: 

• Tab. A1- A3 Gütewerte und Wasserbilanz für Kalibrierung, Validierung und Lang- 

zeitsimulation 

• Tab. A4 - A11 Jährliche Gütewerte der Langzeitsimulation für ausgewählte Gebiete 

• Tab. A12 - A19 Jährliche Wasserbilanz für ausgewählte Teilgebiete 

Abbildungen: 

• Abb. A1 - A6 Mittlere Monatssummen und prozentuale Differenzen des gemessenen 

und simulierten Abflusses für alle Teilgebiete 

• Abb. A7 - A14 Abbildung des gemessenen und simulierten Abflusses und der relati- 

ven und absoluten Differenz für ausgewählte Pegel 

• Abb. A15 - A18 Darstellung der mittleren rasterbezogenen Jahressummen sowie sta- 

tistische Angaben zu Niederschlag, potentielle Verdunstung, reale Ver- 

dunstung, Abfluss 

• Abb. A19 - A22 Darstellung der mittleren gebietsbezogenen Jahressummen für Nie- 

Digitale Daten: 

derschlag, potentielle Verdunstung, reale Verdunstung, Grundwasser- 

neubildung 

• CD siehe Verzeichnis der digitalen Daten



Gütewerte und Wasserbilanz 

für Kalibrierung, Validierung 

und Langzeitsimulation 

Tab. A1 - A3 

Angegeben sind jeweils die gebietsbezogenen Wasserhaushaltskomponenten, also die auf 

das jeweilige Gesamteinzugsgebiet eines Teilgebiets sich beziehenden Werte. Dabei bleiben 

jedoch die Verdunstung sowie der Niederschlag in den ausserhalb des Untersuchungsge- 

biets liegenden Zuleitungsgebieten unberücksichtigt.



Tab. A1: Gütewerte und Wasserbilanz für Kalibrierung 

(Zeitraum 13.8.1985 - 12.8.1996) 

Berechnungen nur innerhalb von Zeiträumen, für die gemessene Abflussdaten 

vorliegen. 



2 952.4 650.2 314.4 303.3 -12.2 -1.1 0.8519 0.7974 4019 

3 873.7 604.0 206.1 272.7 63.6 -3.0 0.6183 0.5734 4019 

4 983.4 641.9 278.6 341.5 62.9 0.0 0.7762 0.7375 4019 

5 921.2 681.0 258.2 236.3 -18.0 3.9 0.7449 0.7362 4019 

6 834.9 612.7 250.8 247.3 -28.6 -25.1 0.9634 0.9829 3875 

7 939.9 680.8 279.5 261.0 -20.5 -1.9 0.8192 0.6776 4019 

8 820.9 605.5 208.7 213.6 6.8 1.8 0.8432 0.7031 4019 

9 799.6 567.0 180.6 198.0 52.1 34.7 0.8793 0.8055 3877 

10 744.3 581.7 104.2 101.8 58.3 60.7 0.6172 0.5178 4019 

11 1032.4 693.9 370.7 338.4 -32.2 0.1 0.8413 0.7688 4019 

12 1130.3 741.0 450.7 391.2 -61.3 -1.9 0.8439 0.7923 4019 

13 786.9 596.8 222.3 227.9 -32.3 -37.8 0.7869 0.9346 2841 

14 1018.5 690.7 392.8 392.7 -65.0 -64.9 0.9876 0.9775 4019 

15 1026.3 678.9 433.7 381.9 -86.3 -34.5 0.9192 0.8321 4019 

16 1087.2 643.8 590.6 447.1 -147.2 -3.6 0.7744 0.6152 4019 

17 829.0 599.2 269.5 255.2 -39.8 -25.5 0.9605 0.9531 4019 

18 807.6 583.6 257.2 249.0 -33.2 -25.0 0.9615 0.9690 4019 

19 762.3 585.0 197.9 160.5 -20.6 16.8 0.8532 0.8114 4019 

20 756.2 579.7 150.5 163.7 26.0 12.8 0.7146 0.4614 4019 

21 776.9 580.8 235.7 229.7 -39.6 -33.6 0.9832 0.9741 2476 

22 1005.5 636.3 448.9 373.4 -79.7 -4.1 0.8376 0.7029 4019 

23 821.4 577.0 273.7 245.6 -29.4 -1.2 0.8178 0.6977 4019 

24 698.6 556.4 180.4 136.4 -38.2 5.7 0.6028 0.3727 2477 

25 716.3 524.2 170.5 176.9 21.5 15.1 0.7015 0.5916 4019 

26 745.0 584.3 143.3 142.0 17.4 18.7 0.9289 0.9194 4019 

27 734.2 573.5 128.4 128.2 32.3 32.5 0.8616 0.8936 4019 

28 739.2 572.4 114.7 113.6 52.0 53.1 0.7467 0.7142 4019 

29 768.6 580.1 112.1 108.7 76.5 79.8 0.7534 0.5666 4019 

30 731.5 562.5 226.0 237.2 -57.1 -68.3 0.6832 0.8860 2475 

31 709.5 568.2 100.3 101.1 41.0 40.2 0.6395 0.3653 4019 

32 721.6 545.7 105.6 102.6 70.3 73.3 0.6192 0.3766 4019 

33 737.2 519.8 167.2 178.0 50.3 39.4 0.6766 0.5308 4019 

34 733.7 551.3 162.7 163.6 19.7 18.8 0.7544 0.6145 2479 

35 715.3 512.2 154.8 152.2 48.3 50.9 0.6811 0.6743 4019 

36 748.7 561.1 277.1 279.4 -89.5 -91.8 0.8690 0.9758 4019 

37 773.7 580.2 201.8 191.7 -8.3 1.8 0.7988 0.5955 4019 

38 801.3 579.7 284.8 274.0 -63.2 -52.4 0.9381 0.9878 4019 

39 777.5 505.2 245.5 255.2 26.8 17.1 0.9875 0.9901 4019 

40 806.2 608.4 222.0 205.3 -24.2 -7.5 0.9130 0.8950 4019 

41 831.2 631.1 225.0 195.5 -24.9 4.5 0.7795 0.5098 4019 

42 789.3 625.2 346.2 347.6 -182.1 -183.5 0.9988 0.9985 4019 


N: gebietsbezogener Niederschlag 

V: reale gebietsbezogene Verdunstung (ETR+EI) 



d: Anzahl der Tage, für die Werte zur Berechnung zur Verfügung stehen



Tab. A2: Gütewerte und Wasserbilanz für Validierung 

(Zeitraum 01.01.1975 - 31.12.1985) 


vorliegen. 



2 930.4 607.8 337.2 326.6 -14.7 -4.0 0.8425 0.8169 1157 

3 719.7 536.0 173.5 229.9 10.2 -46.2 0.3027 0.0959 426 

4 956.4 615.1 315.6 356.6 25.6 -15.3 0.8286 0.7147 4018 

5 918.3 673.8 288.9 263.1 -44.4 -18.6 0.7326 0.6258 4018 

6 783.4 579.7 237.7 241.9 -34.0 -38.3 0.9132 0.9176 4018 

7 936.6 663.6 283.7 289.6 -10.7 -16.6 0.8476 0.7244 4018 

8 796.7 588.5 210.7 221.4 -2.6 -13.2 0.8002 0.6349 4018 

9 937.7 619.4 209.8 228.8 108.6 89.6 0.9472 0.8840 365 

10 741.2 574.6 98.3 107.6 68.4 59.1 0.4114 -0.0136 1129 

11 1008.3 663.1 383.0 359.6 -37.8 -14.4 0.8175 0.7603 4018 

12 1073.2 690.9 455.6 400.1 -73.3 -17.8 0.8180 0.7552 4018 

13 754.6 563.4 245.8 245.7 -54.6 -54.5 0.9209 0.9287 4018 

14 961.1 639.3 379.0 336.4 -57.2 -14.6 0.8613 0.7730 4018 

15 970.5 626.4 410.2 358.5 -66.1 -14.4 0.8519 0.7321 4018 

16 1018.8 594.7 575.9 436.4 -151.8 -12.4 0.7862 0.5972 4018 

17 791.4 575.4 263.8 227.8 -47.8 -11.8 0.8625 0.7879 4018 

18 776.0 564.3 259.3 222.5 -47.6 -10.8 0.8691 0.7803 4018 

19 718.8 566.0 203.1 158.4 -50.3 -5.6 0.5976 0.5746 4018 

20 716.2 558.3 161.6 158.9 -3.6 -0.9 0.7014 0.5580 4018 

21 768.6 552.4 255.7 226.6 -39.4 -10.3 0.8806 0.7588 4018 

22 979.3 622.7 451.6 367.6 -94.9 -11.0 0.8122 0.6465 4018 

23 801.9 554.8 269.3 257.7 -22.2 -10.6 0.8597 0.7229 4018 

24 NA NA NA NA NA NA NA NA 0 

25 683.1 510.2 179.3 171.8 -6.4 1.1 0.6416 0.5529 4018 

26 690.6 554.0 132.5 129.9 4.1 6.7 0.7957 0.7338 4018 

27 719.5 548.2 130.3 119.7 41.0 51.6 0.7444 0.6428 3348 

28 686.7 546.5 123.9 101.4 16.4 38.9 0.5397 0.4208 4018 

29 716.6 557.2 103.5 97.0 56.0 62.5 0.6258 0.4515 4018 


31 644.4 539.6 80.3 80.3 24.5 24.5 0.5785 0.1967 4018 

32 700.1 529.0 113.8 98.9 57.3 72.2 0.6243 0.3622 3714 

33 715.5 508.0 170.2 182.6 37.3 24.9 0.5360 0.4783 4018 


35 674.1 493.2 148.2 147.1 32.7 33.8 0.6065 0.6212 4018 

36 697.2 539.3 257.5 263.3 -99.6 -105.4 0.9621 0.9742 4018 

37 776.8 559.4 216.4 203.1 1.1 14.4 0.7817 0.5436 2253 

38 758.4 547.2 265.7 271.7 -54.5 -60.6 0.9823 0.9876 3714 

39 721.4 483.7 237.0 246.3 0.7 -8.6 0.9875 0.9895 4018 

40 765.8 591.1 206.7 188.5 -32.0 -13.8 0.8336 0.6576 4018 

41 766.3 617.8 219.9 179.6 -71.4 -31.1 0.6701 0.5363 3942 

42 724.9 594.1 326.2 327.6 -195.4 -196.8 0.9988 0.9981 4018 









Tab. A3: Gütewerte und Wasserbilanz für Langzeitsimulation 

(Zeitraum 01.01.1963 - 31.12.2000) 

TG N V Q 


vorliegen. 

gem Q sim N-V-Q gem N-V-Q sim 

2 

R -Log 

2 

R -Lin 


2 960.0 642.9 320.3 310.6 -3.2 6.5 0.8446 0.7926 6636 

3 874.2 597.7 203.2 273.4 73.4 3.1 0.5726 0.5299 5905 

4 981.5 626.8 297.5 351.9 57.3 2.8 0.7890 0.7011 13880 

5 930.9 675.2 274.2 253.3 -18.5 2.5 0.7265 0.6727 13880 

6 813.5 592.6 239.9 245.0 -19.0 -24.2 0.9071 0.9181 13880 

7 947.7 668.4 279.8 277.8 -0.4 1.5 0.8059 0.6788 13880 

8 814.5 596.2 207.7 217.2 10.6 1.1 0.8023 0.6577 13880 

9 794.6 547.6 184.4 205.3 62.6 41.7 0.9370 0.9250 2556 

10 746.0 584.1 101.1 101.8 60.8 60.2 0.6032 0.5079 6608 

11 1013.0 675.2 366.0 332.9 -28.3 4.8 0.7948 0.7664 11019 

12 1106.2 709.4 445.2 392.8 -48.4 4.0 0.7956 0.7598 13880 

13 802.7 578.1 252.1 259.1 -27.5 -34.5 0.9090 0.9315 12845 

14 998.0 665.7 378.0 328.7 -45.7 3.6 0.8276 0.7717 13880 

15 1007.7 653.8 412.2 350.3 -58.3 3.5 0.8185 0.7176 13880 

16 1063.8 623.3 586.4 437.5 -145.9 3.1 0.7746 0.6012 13880 

17 820.0 588.3 261.1 228.6 -29.4 3.1 0.8605 0.7923 13880 

18 805.0 575.9 260.8 225.7 -31.7 3.5 0.8590 0.7807 13880 

19 741.1 574.1 194.2 157.5 -27.2 9.5 0.6596 0.5923 11384 

20 738.7 569.6 151.5 157.2 17.5 11.8 0.7103 0.5235 11749 

21 799.0 565.3 261.5 230.7 -27.8 3.0 0.8633 0.7610 13880 

22 1012.1 635.4 458.6 374.6 -81.9 2.2 0.7937 0.6764 13880 

23 820.4 566.7 271.4 252.0 -17.6 1.7 0.8283 0.7107 12115 

24 717.2 570.9 195.5 150.4 -49.2 -4.1 0.6508 0.4558 3944 

25 704.2 520.4 171.3 169.5 12.5 14.3 0.6876 0.5464 11384 

26 724.6 570.4 135.8 133.3 18.4 20.9 0.8194 0.7235 9558 

27 729.0 565.5 127.4 121.7 36.1 41.8 0.7715 0.6559 8827 

28 709.6 559.7 111.2 98.4 38.7 51.5 0.5661 0.4866 11019 

29 747.9 564.0 110.0 104.7 73.9 79.3 0.6899 0.5062 13576 

30 733.4 554.5 257.3 252.3 -78.5 -73.5 0.6903 0.8790 4444 

31 682.6 554.1 90.2 88.1 38.3 40.4 0.6329 0.3463 9923 

32 711.9 539.8 109.9 102.3 62.2 69.8 0.6200 0.3856 9193 

33 727.3 515.1 161.3 175.1 50.9 37.2 0.5872 0.4958 11019 

34 731.5 541.8 159.0 172.2 30.8 17.5 0.7398 0.6113 4081 

35 697.3 503.7 148.0 145.8 45.6 47.9 0.6202 0.6404 10654 

36 732.6 551.8 265.2 267.8 -84.5 -87.0 0.9544 0.9750 13880 

37 775.0 575.7 203.9 192.3 -4.6 7.0 0.8018 0.5760 7732 

38 788.3 570.2 280.2 281.2 -62.1 -63.1 0.9587 0.9865 9193 

39 753.4 501.9 238.2 247.5 13.2 3.9 0.9884 0.9899 13880 

40 798.4 602.3 215.2 198.7 -19.1 -2.6 0.8217 0.6728 12480 

41 804.8 624.6 220.7 183.7 -40.4 -3.5 0.6934 0.5169 10943 

42 770.4 612.0 335.9 337.2 -177.5 -178.8 0.9987 0.9982 13880 






d: Anzahl der Tage, für die Werte zur Berechnung zur Verfügung stehen 

d



Jährliche Gütewerte 

der Langzeitsimulation 

für 8 ausgewählte Teilgebiete 

Tab. A4 - A11 


das jeweilige Gesamteinzugsgebiet eines Teilgebiets sich beziehenden Jahreswerte. Dabei 

bleiben jedoch die Verdunstung sowie der Niederschlag in den ausserhalb des Untersu- 

chungsgebiets liegenden Zuleitungsgebieten unberücksichtigt.



Tab. A4: Jährliche Gütewerte für Pegel Kleinheubach, Main, Teilgebiet 6 

Jahr N V Qgem Qsim N-V-Qgem N-V-Qsim R 2 -Log R 2 -Lin d 


1963 653.3 554.6 130.7 132.6 -32.0 -33.9 0.8346 0.8215 365 

1964 566.3 540.0 85.0 89.5 -58.7 -63.2 0.6771 0.5727 366 

1965 1182.5 571.9 335.6 350.9 274.9 259.6 0.9058 0.8914 365 

1966 1064.2 603.3 369.5 408.0 91.4 52.9 0.8735 0.8705 365 

1967 823.1 605.6 273.4 304.6 -55.9 -87.1 0.9082 0.8712 365 

1968 886.7 605.2 292.5 306.6 -10.9 -25.0 0.9097 0.8724 366 

1969 802.3 613.9 241.1 258.1 -52.7 -69.7 0.9088 0.8876 365 

1970 894.0 590.0 329.0 334.8 -24.9 -30.8 0.9387 0.9436 365 

1971 648.8 621.7 163.6 159.3 -136.4 -132.1 0.8199 0.8014 365 

1972 723.5 566.5 135.4 130.3 21.6 26.7 0.6962 0.6018 366 

1973 703.7 591.1 152.4 150.5 -39.8 -37.9 0.8412 0.7953 365 

1974 898.7 584.8 236.6 225.7 77.3 88.2 0.9178 0.9158 365 

1975 648.6 602.1 199.2 212.4 -152.8 -165.9 0.9305 0.9463 365 

1976 512.0 488.5 115.5 120.8 -92.1 -97.4 0.8130 0.8869 366 

1977 869.7 568.9 200.3 188.2 100.5 112.6 0.8361 0.7448 365 

1978 762.6 573.1 215.8 222.5 -26.3 -33.0 0.8091 0.7981 365 

1979 812.0 571.4 266.7 271.3 -26.1 -30.7 0.9434 0.9183 365 

1980 832.3 585.2 270.1 276.7 -22.9 -29.5 0.8946 0.9120 366 

1981 1024.2 600.6 334.3 342.3 89.4 81.3 0.9126 0.9267 365 

1982 787.2 614.6 292.5 301.5 -119.8 -128.9 0.9421 0.9567 365 

1983 791.5 593.0 277.2 292.5 -78.7 -94.0 0.9444 0.9420 365 

1984 895.5 570.6 268.0 264.4 56.8 60.4 0.8658 0.8660 366 

1985 681.8 609.1 174.9 168.7 -102.2 -96.0 0.8449 0.7766 365 

1986 925.2 602.8 249.6 248.8 72.8 73.6 0.8554 0.8246 365 

1987 906.2 571.0 352.1 364.7 -16.8 -29.5 0.9198 0.9288 365 

1988 920.3 584.5 364.5 397.9 -28.7 -62.1 0.9504 0.9650 366 

1989 790.1 603.0 209.3 223.8 -22.2 -36.7 0.8702 0.8719 365 

1990 789.2 608.2 192.8 196.7 -11.8 -15.7 0.8695 0.8779 365 

1991 570.2 544.9 158.3 155.2 -133.1 -129.9 0.8307 0.8769 365 

1992 883.7 655.7 187.1 172.2 40.9 55.7 0.7663 0.7362 366 

1993 780.9 598.0 192.7 185.8 -9.8 -2.9 0.8766 0.8985 365 

1994 859.1 637.4 280.8 283.5 -59.1 -61.9 0.9163 0.9316 365 

1995 1007.7 635.9 352.8 353.9 19.0 17.9 0.8809 0.9323 365 

1996 725.8 590.2 198.8 196.6 -63.1 -60.9 0.6858 0.5769 366 

1997 694.7 618.6 208.7 210.0 -132.7 -133.9 0.8451 0.8960 365 

1998 909.4 574.0 274.8 259.5 60.6 75.9 0.9135 0.9285 365 

1999 857.6 638.5 289.5 301.1 -70.3 -81.9 0.8958 0.9167 365 

2000 827.7 630.6 245.4 250.5 -48.3 -53.5 0.9023 0.9243 366 








Tab. A5: Jährliche Gütewerte für Pegel Bürgstadt, Erl, Teilgebiet 8 



1963 641.0 556.5 99.1 93.9 -14.6 -9.4 0.5701 0.3945 365 

1964 619.4 549.5 73.5 76.1 -3.6 -6.1 0.5051 0.5021 366 

1965 1248.0 577.5 375.0 440.8 295.6 229.8 0.7005 0.5687 365 

1966 966.3 610.6 274.7 382.4 81.0 -26.7 0.5900 0.4916 365 

1967 807.0 620.2 222.2 275.5 -35.4 -88.7 0.8139 0.5702 365 

1968 957.7 615.8 251.9 309.9 89.9 32.0 0.5780 0.4269 366 

1969 755.1 611.1 209.4 248.1 -65.4 -104.1 0.7184 0.6148 365 

1970 892.7 591.0 267.9 262.9 33.8 38.9 0.8620 0.5544 365 

1971 576.0 601.5 126.9 107.6 -152.4 -133.1 0.5092 0.7097 365 

1972 691.7 556.1 107.2 68.4 28.4 67.2 -1.2851 -0.1596 366 

1973 696.3 581.3 135.4 99.5 -20.4 15.6 0.2343 0.2966 365 

1974 953.0 605.4 195.0 192.4 152.6 155.2 0.6323 0.4530 365 

1975 649.6 610.5 166.9 232.2 -127.7 -193.0 0.2995 -2.0367 365 

1976 520.6 470.5 86.5 83.0 -36.4 -32.9 0.7868 0.7268 366 

1977 808.4 547.0 141.1 130.5 120.3 130.9 0.7347 0.5337 365 

1978 854.0 588.8 232.5 222.2 32.6 43.0 0.8469 0.4331 365 

1979 835.9 585.7 191.9 265.8 58.3 -15.6 0.5115 0.3476 365 

1980 826.9 616.0 225.0 222.8 -14.1 -11.9 0.7886 0.7750 366 

1981 972.9 607.1 283.1 271.4 82.7 94.4 0.8882 0.7596 365 

1982 820.9 615.7 264.9 283.3 -59.6 -78.1 0.9007 0.8166 365 

1983 791.9 587.0 294.9 341.8 -90.0 -136.9 0.9257 0.8416 365 

1984 925.9 600.5 253.1 225.4 72.3 100.0 0.7270 0.6974 366 

1985 757.1 645.3 178.2 157.5 -66.4 -45.7 0.5735 0.4869 365 

1986 933.3 614.9 229.5 219.5 88.9 98.9 0.8329 0.7122 365 

1987 897.4 596.2 259.9 291.4 41.3 9.8 0.6551 0.6456 365 

1988 922.6 593.8 334.4 406.8 -5.7 -78.1 0.8697 0.6973 366 

1989 709.1 587.2 152.3 156.1 -30.4 -34.3 0.7472 0.7145 365 

1990 771.1 601.1 149.7 126.9 20.4 43.1 0.7721 0.6833 365 

1991 554.5 515.7 131.0 118.9 -92.1 -80.1 0.8575 0.8081 365 

1992 825.8 637.2 144.2 118.8 44.3 69.7 0.7106 0.6796 366 

1993 793.2 590.9 164.8 141.1 37.6 61.3 0.8580 0.5700 365 

1994 831.9 644.2 236.3 263.5 -48.6 -75.7 0.9075 0.7978 365 

1995 1087.6 638.7 332.1 357.5 116.9 91.5 0.7941 0.6855 365 

1996 765.9 613.2 195.7 176.5 -43.0 -23.7 0.4501 0.4691 366 

1997 698.2 627.8 186.1 171.4 -115.7 -100.9 0.8151 0.7710 365 

1998 912.2 575.6 225.9 199.3 110.7 137.3 0.8457 0.6329 365 

1999 869.5 630.0 277.3 300.9 -37.7 -61.4 0.9045 0.7221 365 

2000 812.3 639.8 218.1 211.2 -45.6 -38.7 0.9059 0.8819 366 








Tab. A6: Jährliche Gütewerte für Pegel Gemünden, Sinn, Teilgebiet 14 



1963 771.1 612.5 192.4 114.0 -33.8 44.6 0.5562 0.3187 365 

1964 711.0 653.4 168.8 108.7 -111.2 -51.2 0.3899 0.1155 366 

1965 1353.1 620.0 562.3 492.7 170.8 240.4 0.8335 0.7779 365 

1966 1315.4 659.3 578.6 631.6 77.6 24.6 0.8825 0.8659 365 

1967 1083.7 693.2 450.0 470.0 -59.5 -79.6 0.8933 0.6990 365 

1968 1028.4 675.1 424.9 404.7 -71.6 -51.4 0.7474 0.5179 366 

1969 951.0 690.7 336.9 323.0 -76.5 -62.7 0.8618 0.8258 365 

1970 1119.2 664.2 470.1 410.4 -15.2 44.5 0.8663 0.7382 365 

1971 783.3 720.0 251.2 194.0 -187.9 -130.8 0.7272 0.7161 365 

1972 867.7 636.9 246.9 131.5 -16.1 99.3 -0.0695 0.0025 366 

1973 829.9 656.3 252.6 196.3 -79.0 -22.8 0.7485 0.5688 365 

1974 1128.1 644.7 406.4 308.1 77.1 175.4 0.7514 0.7930 365 

1975 783.6 674.4 299.3 351.8 -190.0 -242.6 0.9029 0.8576 365 

1976 610.0 577.2 174.4 118.2 -141.5 -85.4 0.7718 0.5280 366 

1977 1073.0 628.1 350.4 192.6 94.5 252.4 0.5631 0.2479 365 

1978 861.2 614.5 316.9 268.2 -70.1 -21.4 0.8465 0.8129 365 

1979 1016.8 640.2 422.9 365.5 -46.2 11.1 0.8878 0.7725 365 

1980 1062.7 628.6 463.2 419.0 -29.1 15.1 0.8797 0.8220 366 

1981 1239.7 647.0 518.4 509.2 74.2 83.4 0.8980 0.8542 365 

1982 1009.7 685.8 471.5 440.5 -147.7 -116.6 0.8976 0.7654 365 

1983 967.7 650.9 430.9 448.2 -114.1 -131.4 0.9448 0.9263 365 

1984 1105.7 615.3 453.4 347.3 37.0 143.1 0.7316 0.6439 366 

1985 842.8 671.1 268.2 240.4 -96.5 -68.7 0.8151 0.7456 365 

1986 1140.6 680.2 421.1 360.2 39.4 100.2 0.8971 0.7619 365 

1987 1093.8 624.9 527.3 475.1 -58.4 -6.1 0.8930 0.8408 365 

1988 1117.0 654.1 550.8 528.1 -87.8 -65.2 0.9296 0.8676 366 

1989 991.0 694.3 358.7 291.1 -62.0 5.6 0.8712 0.6610 365 

1990 963.5 691.3 326.5 263.6 -54.3 8.7 0.8799 0.7251 365 

1991 713.1 638.2 257.6 187.1 -182.8 -112.3 0.8722 0.6407 365 

1992 1100.0 766.0 371.7 213.6 -37.6 120.5 0.2897 0.3709 366 

1993 978.2 688.8 325.8 263.1 -36.4 26.3 0.8892 0.6311 365 

1994 1167.2 751.3 485.2 468.7 -69.3 -52.8 0.8998 0.8253 365 

1995 1158.3 720.9 512.8 484.2 -75.4 -46.8 0.9427 0.8457 365 

1996 861.0 653.7 246.7 147.1 -39.4 60.2 -0.7532 -0.0360 366 

1997 827.0 698.4 265.6 226.7 -137.0 -98.1 0.8926 0.8602 365 

1998 1170.5 672.3 427.0 329.3 71.2 168.9 0.7365 0.7314 365 

1999 1057.8 705.4 398.7 424.3 -46.2 -71.9 0.9233 0.8296 365 

2000 1071.4 697.6 377.9 344.7 -4.2 29.1 0.8758 0.9050 366 








Tab. A7: Jährliche Gütewerte für Pegel Wolfsmünster, Fränk. Saale, Teilgebiet 17 



1963 664.5 546.8 122.7 92.8 -5.0 24.9 0.7368 0.5094 365 

1964 584.6 556.0 83.0 80.0 -54.4 -51.4 0.6530 0.6283 366 

1965 1102.6 563.1 340.2 307.3 199.3 232.2 0.8953 0.8544 365 

1966 1105.9 599.5 420.6 477.6 85.8 28.8 0.8979 0.8431 365 

1967 888.2 609.1 338.1 364.4 -59.1 -85.3 0.9038 0.7457 365 

1968 845.2 597.0 317.0 296.4 -68.8 -48.2 0.8250 0.6716 366 

1969 849.4 622.0 283.9 260.7 -56.5 -33.3 0.8288 0.7307 365 

1970 904.8 591.5 339.1 289.4 -25.8 23.9 0.8993 0.7923 365 

1971 647.3 623.0 166.1 141.8 -141.8 -117.6 0.7489 0.7306 365 

1972 757.7 562.8 161.2 117.1 33.7 77.8 0.5372 0.6261 366 

1973 712.9 592.2 156.9 133.6 -36.2 -12.9 0.7109 0.6087 365 

1974 902.4 577.6 258.5 190.9 66.3 133.9 0.8217 0.7754 365 

1975 664.8 606.9 211.4 230.2 -153.5 -172.3 0.8922 0.9352 365 

1976 517.4 492.7 116.3 98.4 -91.6 -73.7 0.7616 0.7004 366 

1977 916.2 576.2 221.3 151.1 118.7 188.9 0.7403 0.5002 365 

1978 741.6 563.0 215.1 176.3 -36.5 2.3 0.7939 0.7527 365 

1979 852.9 575.0 285.9 269.8 -8.0 8.0 0.9246 0.8294 365 

1980 849.6 572.4 305.3 275.5 -28.1 1.6 0.8454 0.7829 366 

1981 999.4 591.9 348.9 309.3 58.6 98.2 0.8779 0.8218 365 

1982 775.7 602.3 350.8 308.0 -177.4 -134.6 0.9026 0.8075 365 

1983 786.3 594.1 319.2 281.6 -127.0 -89.4 0.8847 0.9028 365 

1984 923.5 561.2 342.3 253.2 20.0 109.0 0.6683 0.6251 366 

1985 678.4 594.0 185.2 152.5 -100.7 -68.0 0.7310 0.6531 365 

1986 916.0 587.9 281.5 236.9 46.6 91.1 0.8688 0.7511 365 

1987 899.1 557.6 359.3 322.7 -17.9 18.7 0.8805 0.7968 365 

1988 897.0 570.2 406.9 386.4 -80.1 -59.6 0.9185 0.8919 366 

1989 828.3 610.5 250.1 214.6 -32.3 3.2 0.8805 0.7440 365 

1990 793.8 602.5 238.8 193.9 -47.6 -2.6 0.8596 0.7713 365 

1991 555.1 544.2 165.5 124.2 -154.6 -113.3 0.8253 0.6785 365 

1992 894.9 653.0 204.8 132.9 37.1 109.1 0.5353 0.4573 366 

1993 802.6 604.1 222.5 165.9 -24.0 32.6 0.8592 0.6376 365 

1994 891.8 641.7 324.1 297.6 -74.0 -47.5 0.9008 0.8498 365 

1995 966.4 628.3 360.6 329.6 -22.5 8.6 0.9252 0.7898 365 

1996 717.3 568.5 175.9 135.7 -27.1 13.1 0.2315 0.2924 366 

1997 682.8 601.5 203.3 163.7 -122.0 -82.4 0.7841 0.7458 365 

1998 940.8 566.6 289.6 211.4 84.7 162.8 0.7492 0.7253 365 

1999 861.6 632.8 295.8 290.4 -67.0 -61.6 0.9306 0.8636 365 

2000 843.6 617.6 254.4 224.3 -28.4 1.8 0.8717 0.8505 366 








Tab. A8: Jährliche Gütewerte für Pegel Salz, Fränkische Saale, Teilgebiet 21 



1963 658.6 528.7 147.4 94.2 -17.5 35.7 0.6840 0.3661 365 

1964 576.5 540.9 108.1 84.7 -72.4 -49.1 0.6304 0.4629 366 

1965 1056.9 546.5 376.3 312.6 134.1 197.8 0.8548 0.7275 365 

1966 1117.5 587.7 496.4 496.3 33.5 33.5 0.8860 0.7889 365 

1967 893.8 591.1 363.9 371.4 -61.2 -68.7 0.9063 0.7452 365 

1968 855.0 574.4 335.9 323.4 -55.3 -42.8 0.8731 0.6751 366 

1969 865.6 608.6 300.5 282.0 -43.5 -25.0 0.8011 0.6841 365 

1970 880.2 568.7 349.8 303.2 -38.3 8.2 0.8801 0.7006 365 

1971 619.1 594.8 154.4 142.1 -130.1 -117.8 0.8536 0.7862 365 

1972 749.6 542.7 173.6 120.0 33.3 87.0 0.4814 0.6040 366 

1973 693.2 574.6 165.3 135.3 -46.7 -16.7 0.7115 0.5582 365 

1974 877.0 560.6 284.1 197.2 32.3 119.1 0.7247 0.7259 365 

1975 664.9 586.9 235.2 234.2 -157.1 -156.1 0.9541 0.9434 365 

1976 518.3 474.2 119.8 103.4 -75.7 -59.4 0.8327 0.7156 366 

1977 907.4 558.8 223.5 171.5 125.1 177.1 0.8294 0.6126 365 

1978 734.1 541.2 229.3 189.9 -36.4 3.0 0.7706 0.6743 365 

1979 832.8 553.8 309.2 287.1 -30.3 -8.2 0.9219 0.7778 365 

1980 824.7 551.1 304.5 275.5 -30.9 -1.9 0.8762 0.7831 366 

1981 960.7 571.6 316.3 289.0 72.8 100.1 0.8573 0.7292 365 

1982 708.1 565.8 321.8 286.8 -179.6 -144.5 0.8922 0.7677 365 

1983 749.7 567.2 259.8 259.9 -77.3 -77.4 0.9041 0.8863 365 

1984 891.7 540.8 323.8 245.9 27.2 105.1 0.7052 0.6013 366 

1985 662.2 564.9 169.1 149.1 -71.8 -51.8 0.8024 0.6595 365 

1986 867.7 555.6 287.8 237.0 24.3 75.1 0.8481 0.6531 365 

1987 884.9 537.7 361.3 325.3 -14.1 21.9 0.8482 0.7185 365 

1988 860.9 545.6 372.7 372.1 -57.4 -56.8 0.9335 0.8549 366 

1989 798.6 582.5 213.5 205.0 2.6 11.1 0.8312 0.6933 365 

1990 754.8 576.6 219.4 194.5 -41.2 -16.3 0.8983 0.7815 365 

1991 519.8 511.9 147.4 114.3 -139.6 -106.4 0.8287 0.6780 365 

1992 857.7 624.0 182.1 121.5 51.6 112.3 0.6160 0.5276 366 

1993 779.6 575.5 223.2 169.3 -19.1 34.8 0.8530 0.6732 365 

1994 843.9 608.7 313.0 293.4 -77.9 -58.3 0.9212 0.8455 365 

1995 916.5 598.9 342.3 308.1 -24.7 9.5 0.9322 0.7949 365 

1996 708.2 546.1 177.5 137.5 -15.4 24.6 0.3291 0.2997 366 

1997 666.6 577.0 197.5 167.2 -107.9 -77.6 0.8731 0.7506 365 

1998 945.5 545.8 296.9 243.0 102.8 156.8 0.8190 0.8067 365 

1999 843.6 612.4 287.0 292.9 -55.8 -61.6 0.9122 0.8090 365 

2000 817.7 588.7 247.0 232.1 -18.0 -3.0 0.8840 0.8403 366 








Tab. A9: Jährliche Gütewerte für Pegel Sachsenheim, Wern, Teilgebiet 26 

Keine Werte zwischen 01.01.1963 bis 31.10.1974, da für diesen Zeitraum keine 

gemessenen Abflussdaten vorhanden sind. 

Jahr N V Qgem Qsim N-V-Qgem N-V-Qsim 

2 

R -Log 

2 

R -Lin d 













1974 1032.0 100.0 155.2 115.8 776.8 816.2 0.7750 0.5471 61 

1975 560.3 561.9 116.3 120.6 -117.8 -122.1 0.5634 0.4549 365 

1976 434.8 442.3 52.9 63.0 -60.4 -70.5 0.0331 0.2389 366 

1977 782.6 544.1 78.9 70.0 159.7 168.5 0.4932 0.3903 365 

1978 656.8 555.1 102.5 87.4 -0.8 14.4 0.6431 0.5610 365 

1979 712.6 553.0 114.0 114.6 45.6 44.9 0.6338 0.3096 365 

1980 721.0 567.2 135.3 130.4 18.4 23.4 0.7855 0.6728 366 

1981 895.1 581.0 166.5 163.9 147.5 150.2 0.6492 0.4210 365 

1982 712.8 594.3 213.9 223.0 -95.3 -104.5 0.9166 0.8328 365 

1983 708.7 561.8 207.3 216.4 -60.4 -69.6 0.8755 0.7140 365 

1984 807.8 545.8 167.8 141.9 94.2 120.2 0.6670 0.6319 366 

1985 604.1 587.6 102.4 98.2 -85.9 -81.7 0.7369 0.6419 365 

1986 799.3 571.6 126.0 110.0 101.8 117.8 0.7073 0.6354 365 

1987 795.9 547.3 183.6 175.6 65.1 73.0 0.7573 0.7689 365 

1988 810.8 559.0 250.4 297.1 1.3 -45.4 0.8463 0.5250 366 

1989 722.9 582.5 139.7 142.2 0.8 -1.8 0.8445 0.8453 365 

1990 712.9 579.1 120.9 114.3 12.9 19.4 0.8026 0.8103 365 

1991 522.7 525.9 88.6 83.3 -91.9 -86.6 0.7285 0.7361 365 

1992 828.1 643.5 102.0 79.2 82.6 105.3 0.3973 0.3612 366 

1993 713.7 581.6 105.4 91.8 26.7 40.3 0.7325 0.5006 365 

1994 765.3 621.6 157.0 158.6 -13.3 -14.9 0.8577 0.7854 365 

1995 924.1 624.6 214.6 224.8 85.0 74.8 0.8638 0.6770 365 

1996 645.2 573.6 92.2 90.4 -20.6 -18.8 0.6764 0.5337 366 

1997 642.3 614.0 109.9 103.4 -81.5 -75.0 0.8176 0.7172 365 

1998 778.1 544.5 105.6 81.3 128.0 152.3 0.7040 0.4586 365 

1999 775.5 632.4 162.1 172.3 -19.0 -29.2 0.9053 0.9079 365 

2000 756.1 613.5 112.7 116.0 29.9 26.6 0.8368 0.8952 366 








Tab. A10: Jährliche Gütewerte für Pegel Würzburg, Main, Teilgebiet 30 

Keine Werte zwischen 01.01.1963 und 31.10.1988, da für diesen Zeitraum 

keine gemessenen Abflussdaten vorhanden sind. 




























1988 956.9 78.9 378.0 399.1 500.0 478.8 0.9444 0.9094 61 

1989 710.8 542.3 199.7 240.3 -31.3 -71.9 0.7269 0.7424 365 

1990 732.2 561.1 157.8 216.6 13.3 -45.5 0.1582 0.4922 365 

1991 519.7 500.2 132.6 175.5 -113.1 -156.0 0.1065 0.3940 365 

1992 785.9 600.9 137.9 188.2 47.0 -3.3 -0.4626 -0.7892 366 

1993 693.5 541.0 182.1 203.1 -29.7 -50.6 0.4336 0.8559 365 

1994 747.8 570.3 337.5 289.5 -160.0 -112.1 0.3575 0.8747 365 

1995 927.9 588.0 392.9 365.1 -53.0 -25.2 0.7925 0.9419 365 

1996 682.4 556.4 259.0 223.0 -133.0 -97.0 0.1281 0.4197 366 

1997 645.4 570.2 291.2 232.3 -216.0 -157.1 0.0693 0.8134 365 

1998 817.8 523.2 346.8 292.3 -52.2 2.4 0.4771 0.9097 365 

1999 775.7 590.8 355.6 308.7 -170.7 -123.9 0.6606 0.8901 365 

2000 724.0 589.1 274.9 268.6 -140.0 -133.7 0.9339 0.9533 366 








Tab. A11: Jährliche Gütewerte für Pegel Trunstadt, Main, Teilgebiet38 

Keine Werte zwischen 01.01.1963 und 31.10.1975, da für diesen Zeitraum 

keine gemessenen Abflussdaten vorhanden sind. 















1975 416.3 79.1 133.3 139.9 203.9 197.3 0.9125 0.9153 61 

1976 532.0 477.8 145.0 151.7 -90.9 -97.5 0.9720 0.9877 366 

1977 796.7 539.9 228.2 234.3 28.6 22.4 0.9735 0.9800 365 

1978 770.1 559.4 255.6 258.6 -44.9 -47.9 0.9725 0.9725 365 

1979 789.4 550.4 296.8 299.4 -57.8 -60.4 0.9884 0.9926 365 

1980 819.4 560.1 309.7 316.8 -50.4 -57.6 0.9763 0.9897 366 

1981 1016.8 592.0 371.4 376.8 53.4 48.0 0.9823 0.9859 365 

1982 687.3 578.8 306.9 317.6 -198.4 -209.1 0.9788 0.9858 365 

1983 768.9 571.8 290.1 298.2 -93.0 -101.2 0.9897 0.9918 365 

1984 827.6 548.5 289.1 297.6 -10.0 -18.4 0.9811 0.9877 366 

1985 633.1 572.0 186.2 188.1 -125.0 -127.0 0.9472 0.9504 365 

1986 890.4 592.8 277.2 284.9 20.4 12.7 0.9812 0.9859 365 

1987 893.9 552.3 402.1 410.5 -60.5 -68.9 0.9853 0.9879 365 

1988 926.1 550.6 413.5 424.6 -37.9 -49.0 0.9908 0.9952 366 

1989 751.4 573.4 249.5 248.5 -71.5 -70.5 0.9792 0.9848 365 

1990 810.0 588.7 232.2 230.2 -10.9 -8.9 0.9688 0.9833 365 

1991 548.3 522.8 240.8 187.0 -215.3 -161.5 -0.5332 0.7027 365 

1992 807.2 621.2 212.7 199.1 -26.7 -13.0 0.9442 0.9340 366 

1993 757.1 578.8 224.7 221.0 -46.3 -42.7 0.9799 0.9944 365 

1994 795.3 588.0 304.9 309.6 -97.6 -102.3 0.9847 0.9933 365 

1995 981.7 619.9 380.1 383.6 -18.3 -21.8 0.9853 0.9915 365 

1996 750.9 594.6 233.1 236.4 -76.8 -80.1 0.9439 0.9535 366 

1997 697.7 603.3 246.1 247.7 -151.8 -153.4 0.9843 0.9905 365 

1998 910.6 553.8 325.8 319.1 30.9 37.6 0.9837 0.9898 365 

1999 821.1 615.5 324.5 324.9 -118.9 -119.4 0.9887 0.9907 365 

2000 787.0 631.2 283.5 286.6 -127.7 -130.8 0.9886 0.9928 366 








Jährliche Wasserbilanzen 

für 8 ausgewählte Pegel 

Tab. A12 - A19 


das jeweilige Gesamteinzugsgebiet eines Teilgebiets sich beziehenden Jahresummen. Da- 

bei bleiben jedoch die Verdunstung sowie der Niederschlag in den ausserhalb des Untersu- 

chungsgebiets liegenden Zuleitungsgebieten unberücksichtigt.



Tab. A12: Jährliche Wasserbilanz für Pegel 

Kleinheubach, Main, TG 6. 


mm mm mm mm 

1961 925.7 594.5 237.3 93.8 

1962 692.5 576.7 213.5 -97.7 

1963 652.9 554.2 132.5 -33.9 

1964 567.5 541.1 89.7 -63.3 

1965 1181.7 571.5 350.7 259.4 

1966 1063.5 602.9 407.8 52.9 

1967 822.5 605.2 304.4 -87.1 

1968 888.6 606.4 307.2 -25.1 

1969 801.7 613.5 257.9 -69.6 

1970 893.4 589.6 334.6 -30.8 

1971 648.4 621.3 159.2 -132.0 

1972 725.0 567.7 130.6 26.7 

1973 703.2 590.7 150.4 -37.9 

1974 898.1 584.4 225.5 88.1 

1975 648.1 601.7 212.3 -165.8 

1976 513.0 489.5 121.1 -97.6 

1977 869.1 568.5 188.0 112.5 

1978 762.1 572.7 222.3 -33.0 

1979 811.5 571.1 271.1 -30.7 

1980 834.0 586.4 277.2 -29.6 

1981 1023.5 600.1 342.1 81.3 

1982 786.6 614.1 301.3 -128.8 

1983 791.0 592.6 292.3 -93.9 

1984 897.3 571.8 264.9 60.6 

1985 681.4 608.7 168.6 -95.9 

1986 924.6 602.4 248.6 73.6 

1987 905.6 570.6 364.4 -29.5 

1988 922.2 585.7 398.7 -62.3 

1989 789.5 602.6 223.7 -36.7 

1990 788.7 607.8 196.6 -15.7 

1991 569.8 544.6 155.1 -129.8 

1992 885.5 657.1 172.6 55.8 

1993 780.4 597.6 185.7 -2.9 

1994 858.5 637.0 283.3 -61.9 

1995 1007.0 635.5 353.6 17.9 

1996 727.3 591.4 197.0 -61.1 

1997 694.2 618.2 209.8 -133.8 

1998 908.8 573.6 259.3 75.9 

1999 857.0 638.0 300.9 -81.9 

2000 829.4 631.9 251.0 -53.6 





Bürgstadt, Erl, Teilgebiet 8 


mm mm mm mm 

1961 997.0 602.2 283.4 111.5 

1962 730.2 585.5 278.9 -134.2 

1963 640.5 556.1 93.8 -9.4 

1964 620.7 550.6 76.2 -6.2 

1965 1247.1 577.1 440.5 229.6 

1966 965.6 610.1 382.1 -26.7 

1967 806.5 619.8 275.3 -88.6 

1968 959.7 617.1 310.5 32.0 

1969 754.6 610.7 247.9 -104.0 

1970 892.1 590.6 262.7 38.8 

1971 575.6 601.1 107.5 -133.0 

1972 693.1 557.2 68.5 67.4 

1973 695.9 580.9 99.4 15.6 

1974 952.4 605.0 192.3 155.1 

1975 649.2 610.0 232.0 -192.9 

1976 521.7 471.5 83.1 -32.9 

1977 807.8 546.6 130.4 130.8 

1978 853.4 588.4 222.0 42.9 

1979 835.3 585.3 265.6 -15.6 

1980 828.6 617.3 223.2 -11.9 

1981 972.2 606.7 271.2 94.3 

1982 820.4 615.3 283.1 -78.0 

1983 791.3 586.6 341.6 -136.8 

1984 927.8 601.7 225.8 100.3 

1985 756.5 644.8 157.4 -45.7 

1986 932.6 614.5 219.3 98.8 

1987 896.8 595.8 291.2 9.8 

1988 924.5 595.0 407.7 -78.2 

1989 708.6 586.8 156.0 -34.2 

1990 770.6 600.7 126.9 43.1 

1991 554.2 515.4 118.8 -80.0 

1992 827.4 638.5 119.1 69.8 

1993 792.7 590.5 141.0 61.2 

1994 831.4 643.7 263.3 -75.7 

1995 1086.9 638.2 357.2 91.4 

1996 767.5 614.5 176.8 -23.8 

1997 697.8 627.4 171.3 -100.8 

1998 911.6 575.2 199.2 137.2 

1999 868.9 629.6 300.7 -61.4 

2000 814.0 641.2 211.6 -38.8




Gemünden, Sinn, Teilgebiet 14 


mm mm mm mm 

1961 1136.1 632.5 270.9 232.8 

1962 856.7 642.2 370.3 -155.8 

1963 770.6 612.1 113.9 44.6 

1964 712.4 654.8 109.0 -51.3 

1965 1352.1 619.6 492.3 240.2 

1966 1314.5 658.8 631.2 24.5 

1967 1082.9 692.8 469.7 -79.5 

1968 1030.5 676.5 405.6 -51.5 

1969 950.4 690.2 322.8 -62.6 

1970 1118.4 663.8 410.1 44.5 

1971 782.7 719.6 193.8 -130.7 

1972 869.5 638.2 131.7 99.5 

1973 829.3 655.9 196.2 -22.8 

1974 1127.4 644.2 307.9 175.3 

1975 783.0 673.9 351.6 -242.4 

1976 611.3 578.4 118.4 -85.5 

1977 1072.2 627.6 192.4 252.2 

1978 860.6 614.0 268.0 -21.4 

1979 1016.1 639.7 365.3 11.1 

1980 1064.8 629.8 419.9 15.1 

1981 1238.8 646.6 508.9 83.4 

1982 1009.0 685.3 440.2 -116.5 

1983 967.0 650.5 447.9 -131.3 

1984 1108.0 616.6 348.0 143.4 

1985 842.2 670.6 240.3 -68.7 

1986 1139.8 679.7 359.9 100.2 

1987 1093.1 624.4 474.7 -6.1 

1988 1119.3 655.4 529.2 -65.3 

1989 990.3 693.8 290.9 5.6 

1990 962.8 690.8 263.4 8.6 

1991 712.6 637.8 187.0 -112.2 

1992 1102.3 767.6 214.0 120.7 

1993 977.5 688.3 262.9 26.3 

1994 1166.4 750.8 468.4 -52.7 

1995 1157.5 720.4 483.9 -46.7 

1996 862.8 655.0 147.4 60.3 

1997 826.4 697.9 226.6 -98.1 

1998 1169.7 671.9 329.0 168.8 

1999 1057.1 704.9 424.0 -71.8 

2000 1073.6 699.0 345.4 29.1 





Wolfsmünster, Fränk. Saale, Teilgebiet 17 


mm mm mm mm 

1961 919.0 577.9 213.5 127.6 

1962 697.3 574.6 236.0 -113.3 

1963 664.0 546.4 92.7 24.9 

1964 585.8 557.1 80.2 -51.5 

1965 1101.9 562.8 307.1 232.0 

1966 1105.1 599.1 477.3 28.8 

1967 887.6 608.7 364.1 -85.2 

1968 846.9 598.2 297.0 -48.3 

1969 848.8 621.5 260.6 -33.3 

1970 904.2 591.1 289.2 23.9 

1971 646.8 622.6 141.7 -117.5 

1972 759.3 564.0 117.3 78.0 

1973 712.4 591.8 133.5 -12.9 

1974 901.8 577.2 190.7 133.8 

1975 664.3 606.4 230.1 -172.2 

1976 518.4 493.7 98.6 -73.9 

1977 915.6 575.8 151.0 188.8 

1978 741.1 562.6 176.1 2.3 

1979 852.3 574.6 269.6 8.0 

1980 851.3 573.6 276.1 1.6 

1981 998.7 591.5 309.1 98.1 

1982 775.1 601.9 307.8 -134.5 

1983 785.8 593.7 281.4 -89.3 

1984 925.4 562.4 253.7 109.2 

1985 678.0 593.6 152.4 -67.9 

1986 915.4 587.5 236.8 91.1 

1987 898.5 557.3 322.5 18.7 

1988 898.9 571.4 387.2 -59.8 

1989 827.8 610.1 214.5 3.2 

1990 793.3 602.1 193.8 -2.6 

1991 554.7 543.8 124.1 -113.2 

1992 896.8 654.3 133.1 109.3 

1993 802.1 603.7 165.8 32.6 

1994 891.2 641.2 297.4 -47.4 

1995 965.7 627.8 329.3 8.6 

1996 718.8 569.7 136.0 13.1 

1997 682.3 601.1 163.6 -82.4 

1998 940.2 566.2 211.3 162.7 

1999 861.0 632.4 290.2 -61.6 

2000 845.3 618.9 224.7 1.8



Tab.A16: Jährliche Wasserbilanz für Pegel 

Salz, Fränk. Saale, Teilgebiet 21 


mm mm mm mm 

1961 914.5 558.6 240.1 115.8 

1962 680.7 551.0 238.0 -108.4 

1963 658.2 528.3 94.2 35.7 

1964 577.7 542.0 84.9 -49.2 

1965 1056.2 546.1 312.4 197.7 

1966 1116.8 587.3 496.0 33.5 

1967 893.2 590.7 371.1 -68.6 

1968 856.8 575.6 324.1 -42.9 

1969 865.0 608.2 

281.8 -25.0 

1970 879.6 568.3 303.0 8.2 

1971 618.6 594.4 142.0 -117.7 

1972 751.2 543.8 120.2 87.2 

1973 692.7 574.2 135.2 -16.7 

1974 876.4 560.3 197.1 119.0 

1975 664.5 586.5 234.0 -156.0 

1976 519.3 475.2 103.7 -59.5 

1977 906.8 558.4 171.4 177.0 

1978 

1979 

733.6 540.8 189.8 3.0 

832.2 553.5 286.9 -8.2 

1980 826.4 552.2 276.1 -1.9 

1981 960.0 571.2 288.8 100.0 

1982 707.6 565.4 286.6 

-144.4 

1983 749.2 566.8 259.7 -77.3 

1984 893.6 541.9 246.4 105.3 

1985 661.7 564.5 149.0 -51.8 

1986 867.1 555.2 236.9 75.0 

1987 884.3 537.3 325.1 21.9 

1988 862.7 546.8 372.8 -56.9 

1989 

1990 

798.1 582.1 204.8 11.1 

754.3 576.3 194.3 -16.3 

1991 519.4 511.6 114.2 -106.4 

1992 859.5 625.2 121.8 112.5 

1993 779.1 575.1 169.2 34.7 

1994 843.3 608.3 293.2 -58.2 

1995 915.9 598.5 307.9 9.5 

1996 709.6 547.2 137.8 24.6 

1997 666.1 576.6 167.1 -77.5 

1998 944.9 545.4 242.8 156.7 

1999 843.1 612.0 292.7 -61.6 

2000 819.4 589.9 232.5 -3.0 





Sachsenheim, Wern, Teilgebiet 26 


mm mm mm mm 

1961 835.8 573.9 150.3 111.7 

1962 593.6 548.1 153.4 -107.9 

1963 560.1 510.8 68.6 -19.3 

1964 472.9 493.8 47.4 -68.3 

1965 1085.4 545.3 163.2 376.9 

1966 922.0 569.7 325.1 27.2 

1967 736.9 579.6 236.5 -79.2 

1968 769.9 588.9 194.1 -13.0 

1969 693.4 577.5 165.4 -49.5 

1970 767.5 573.1 164.6 29.8 

1971 575.1 591.9 73.7 -90.5 

1972 673.3 551.9 55.4 66.1 

1973 603.4 558.2 66.5 -21.3 

1974 799.9 562.2 72.7 165.0 

1975 559.9 561.5 120.5 -122.1 

1976 

435.7 443.2 63.1 -70.6 

1977 782.1 543.7 70.0 168.4 

1978 656.3 554.7 87.3 14.4 

1979 712.1 552.7 114.6 44.9 

1980 722.5 568.4 130.7 23.4 

1981 894.4 580.6 163.7 150.1 

1982 712.3 593.9 222.9 -104.4 

1983 708.2 561.5 216.3 -69.5 

1984 809.5 546.9 142.2 120.4 

1985 603.7 587.2 98.2 -81.7 

1986 798.8 571.2 109.9 117.7 

1987 795.4 546.9 175.5 73.0 

1988 812.4 560.2 297.7 -45.5 

1989 722.4 582.1 142.1 -1.8 

1990 712.4 578.8 114.3 19.4 

1991 522.3 525.6 83.3 -86.5 

1992 829.8 644.9 79.4 105.5 

1993 713.2 581.2 91.7 40.3 

1994 764.7 621.1 158.5 -14.9 

1995 923.5 624.1 224.6 74.7 

1996 646.5 574.8 90.6 -18.9 

1997 641.9 613.5 103.3 -75.0 

1998 777.6 544.2 81.2 152.2 

1999 775.0 632.0 172.1 -29.1 

2000 757.6 614.7 116.2 26.7




Würzburg, Main, Teilgebiet 30 


mm mm mm mm 

1961 817.8 570.1 258.0 -10.3 

1962 602.9 525.5 202.4 -125.0 

1963 619.7 525.9 153.4 -59.6 

1964 480.7 467.7 99.2 -86.2 

1965 1073.8 541.2 340.0 192.5 

1966 971.3 564.0 390.5 16.9 

1967 696.5 549.2 297.0 -149.7 

1968 830.8 564.5 306.6 -40.4 

1969 745.3 570.0 261.4 -86.1 

1970 812.3 547.4 359.2 -94.3 

1971 631.4 574.3 180.0 -122.8 

1972 674.6 538.3 151.6 -15.2 

1973 664.8 558.7 163.9 -57.8 

1974 788.0 549.4 246.9 -8.2 

1975 593.2 556.1 210.1 -173.0 

1976 468.3 442.6 140.7 -115.0 

1977 765.5 527.2 215.1 23.1 

1978 718.7 538.8 237.7 -57.9 

1979 716.7 523.9 283.3 -90.5 

1980 744.6 546.3 294.5 -96.2 

1981 943.7 564.3 355.2 24.1 

1982 665.3 563.5 302.0 -200.3 

1983 696.8 538.4 284.3 -125.9 

1984 788.8 532.4 279.6 -23.2 

1985 609.5 564.0 176.6 -131.1 

1986 839.4 562.8 262.0 14.7 

1987 840.5 539.3 388.3 -87.1 

1988 857.9 543.4 406.4 -92.0 

1989 710.3 542.0 240.2 -71.9 

1990 731.6 560.7 216.5 -45.5 

1991 519.4 499.9 175.4 -155.9 

1992 787.5 602.2 188.6 -3.3 

1993 693.1 540.7 203.0 -50.6 

1994 747.3 569.9 289.3 -112.0 

1995 927.2 587.6 364.8 -25.2 

1996 683.8 557.6 223.5 -97.2 

1997 644.9 569.8 232.1 -157.0 

1998 817.3 522.8 292.1 2.4 

1999 775.2 590.4 308.5 -123.8 

2000 725.5 590.3 269.1 -134.0 





Trunstadt, Main, Teilgebiet38 


mm mm mm mm 

1961 809.1 585.5 257.2 -33.6 

1962 598.0 520.1 206.0 -128.0 

1963 654.2 544.2 161.4 -51.4 

1964 498.6 472.3 104.7 -78.3 

1965 1125.3 560.7 359.2 205.5 

1966 1046.4 584.9 398.7 62.9 

1967 743.5 573.8 305.8 -136.0 

1968 867.5 579.8 318.0 -30.3 

1969 777.1 594.5 266.8 -84.3 

1970 899.5 572.7 380.7 -53.9 

1971 685.4 601.7 191.1 -107.3 

1972 703.9 565.1 160.5 -21.6 

1973 706.1 585.7 174.8 -54.5 

1974 822.5 561.5 271.9 -10.8 

1975 601.4 570.3 218.2 -187.0 

1976 533.0 478.8 152.0 -97.7 

1977 796.2 539.6 234.2 22.4 

1978 769.6 559.0 258.4 -47.9 

1979 788.9 550.0 299.2 -60.3 

1980 821.1 561.3 317.5 -57.7 

1981 1016.1 591.6 376.6 47.9 

1982 686.8 578.4 317.4 -209.0 

1983 768.3 571.4 298.0 -101.1 

1984 

829.3 549.6 298.2 -18.5 

1985 632.7 571.6 188.0 -126.9 

1986 889.8 592.4 284.7 12.7 

1987 893.3 551.9 410.2 -68.9 

1988 928.0 551.7 425.4 -49.1 

1989 750.9 573.0 248.4 -70.5 

1990 809.4 588.3 230.0 -8.9 

1991 547.9 522.4 186.8 -161.3 

1992 808.9 622.4 199.5 -13.0 

1993 756.6 578.4 220.9 -42.7 

1994 794.7 587.5 309.4 -102.3 

1995 981.1 619.5 383.4 -21.8 

1996 752.4 595.8 236.9 -80.3 

1997 697.2 602.9 247.6 -153.3 

1998 909.9 553.5 318.9 37.6 

1999 820.5 615.1 324.7 -119.3 

2000 788.6 632.5 287.2 -131.1



Mittlere Monatssummen und 

prozentuale Differenzen 

des gemessenen und simulierten Abflusses 

für alle Teilgebiete 

Abb. A1 - A6





0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


TG 2 (Alze) 


TG 4 (Gold) 


TG 6 (Klei) 


TG 8 (Buer) 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

TG 3 (Stoc) 


TG 5 (Ruec) 


TG 7 (Weil) 


TG 9 (Wald) 


Abb. A1: Mittlere Monatssummen und prozentuale Differenzen für den gemessenen und 

simulierten Abfluss für die Teilgebiete 2 bis 9 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%]





0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


TG 10 (Wues) 


TG 12 (Part) 


TG 14 (Gemu) 


TG 16 (Brue) 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

TG 11 (Hafe) 


TG 13 (Stei) 


TG 15 (Mitt) 


TG 17 (Wolf) 


Abb.A2: Mittlere Monatssummen und prozentuale Differenzen für den gemessenen und 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%]





0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


TG 18 (Kiss) 


TG 20 (Popp) 


TG 22 (Schh) 


TG 24 (Goll) 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

TG 19 (Muen) 


TG 21 (Salz) 


TG 23 (Unsl) 


TG 25 (Koen) 




-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%]





0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


TG 26 (Sach) 


TG 28 (Zeuz) 


TG 30 (Wuem) 


TG 32 (Mark) 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

TG 27 (Arns) 


TG 29 (Geld) 


TG 31 (Wuep) 


TG 33 (Atzh) 


Abb.A4: Mittlere Monatssummen und prozentuale Differenzen für den gemessenen und 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%]





0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


TG 34 (Reup) 


TG 36 (Schf) 


TG 38 (Trun) 


TG 40 (Vorr) 


-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 


0 20 40 60 80 

TG 35 (Ober) 


TG 37 (Roem) 


TG 39 (Pett) 


TG 41 (Scho) 




-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%] 

-60 -20 20 

[%]





0 20 40 60 80 


TG 42 (Klam) 


-60 -20 20 

[%] 


simulierten Abfluss für das Teilgebiet 42



Die folgenden Abbildungen zeigen jeweils: 

- die gemessenen und simulierten Abflüsse 

- die Differenz: simuliert - gemessen 

Abbildungen für alle Pegel befinden sich als digitale Daten auf der CD. 

Abbildung des gemessenen und simulierten Abflusses 

und der relativen und absoluten Differenz 

für 8 ausgewählte Pegel 

Abb. A7 - A14 

- die relative prozentuale Abweichung: (simuliert-gemessen) / gemessen*100 

Zusätzlich sind die gebietsbezogenen Niederschläge ohne Berücksichtigung der Niederschläge in den Zuleitungsgebieten dargestellt.



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 500 1000 1500 2000 2500 

-500 -100 200 

-50 100 250 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 6 (Klei) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 

N (ohne ZL-Gebiete) Qgem Qsim Qsim-Qgem (Qsim-Qgem)/Qgem*100 

Abb. A7: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 6, Kleinheubach 

60 40 20 0 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 20 40 60 80 

-40 -10 10 

-100 200 500 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 8 (Buer) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A8: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 8, Bürgstadt 

60 40 20 0 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 20 40 60 80 100 120 

-40 0 

0 400 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 14 (Gemu) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A9: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 14, Gemünden 

80 60 40 20 0 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 100 200 300 400 

-150 -50 50 

-100 50 200 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 17 (Wolf) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A10: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 17, Wolfsmünster 

60 40 20 0 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 50 100 150 200 

-100 -40 0 

-100 200 500 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 21 (Salz) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A11: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 21, Salz 

50 30 10 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 10 20 30 40 

-15 -5 5 

0 200 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 26 (Sach) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A12: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 26,Sachsenheim 

60 40 20 0 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 500 1000 1500 

-100 100 

-50 50 150 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 30 (Wuem) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A13: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 30, Würzburg/Main 

60 40 20 0 

N [mm]



Q [m 3 s] 

Q [m 3 s] 

[%] 

0 500 1000 1500 

-150 -50 50 

-60 0 40 

Langzeitsimulation (1961-2000) Gemessener und simulierter Abfluss für Teilgebiet 38 (Trun) 

1960 1970 1980 1990 2000 

1960 1970 1980 1990 2000 


Abb. A14: Gemessener und simulierter Abfluss, Differenzen für TG 38, Trunstadt 

60 40 20 0 

N [mm]



Darstellungen der mittleren rasterbezogene Jahressummen 

sowie statistische Angaben: 

Niederschlag 

Potentielle Verdunstung (ETP) 

Reale Verdunstung (ETR+EI) 

Abfluss (QD + QBB + QB + QI) 

Abb. A15 - A18 

Folgende Darstellungen zeigen für jedes Modellraster (1000 x 1000 m) den mittleren Jahreswert. Die reale Verdunstung ist die Summe aus ETP 

und EI. Der Abfluss wird durch Addition der Ausgabefiles Qdir und Qifl gebildet. Qifl wiederrum ist die Summe aus QBB, QB und QI (siehe auch 

ASGi-Handbuch, Kleeberg und Becker, 1999) 

Die statistischen Angaben beinhalten Maximum, Minimum, Mittelwert, Median, Standardabweichung und Variationskoeffizient.



Abb. A15: Mittlerer jährlicher Niederschlag, rasterbezogen 

Minimum: 608 mm 

Maximum: 1202 mm 

Mittelwert: 831 mm 

Median: 795 mm 

StdAbweichung: 126 mm 

Variationskoeffizient: 

0.15



Abb. A16: Mittlere jährliche potentielle Verdunstung, rasterbezogen 



Mittelwert 688 mm 




0.17



Abb. A17: Mittlere jährliche reale Verdunstung (ETR+EI), rasterbezogen 



Mittelwert 598mm 




0.18



Abb. A18: Mittlerer jährlicher Abfluss, rasterbezogen 

Minimum: 0.16 mm 


Mittelwert: 142 mm 

Median: 60 mm 



1.29



Darstellungen der mittleren gebietsbezogenen Jahressummen 

gebietsbezogener Niederschlag 

potentielle gebietsbezogene Verdunstung (ETP) 

reale gebietsbezogene Verdunstung (ETR+EI) 

gebietsbezogene Grundwasserneubildung 

Tab. A19 - A22 

Angegeben sind jeweils die gebietsbezogenen Wasserhaushaltskomponenten, also die auf das jeweilige Gesamteinzugsgebiet eines Teilgebiets 

sich beziehenden Jahresummen. Dabei bleiben jedoch Verdunstung, Niederschlag und Grundwasserneubildung in den ausserhalb des Untersu- 

chungsgebiets liegenden Zuleitungsgebieten unberücksichtigt. 

Die Grundwasserneubildung wird mittels des ASGi-Programms makegwn.exe aus dem Sättigungsdefizit und dem Basisabfluss errechnet.



Abb. A19: Mittlerer jährlicher Niederschlag, gebietsbezogen



Abb. A20: Mittlere jährliche potentielle Verdunstung, gebietsbezogen



Abb. A21: Mittlere jährliche reale Verdunstung (ETR+EI), gebietsbezogen



Abb. A22: Mittlere jährliche Grundwasserneubildung, gebietsbezogen

Modellierung des Wasserhaushalts des Unteren und ... - Espace

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