SWIM-live 1.0 – Tagesaktuelle Simulation des ... - DOI

HW 57. 2013, H. 5Roers et al.: SWIM-live 1.0 – Tagesaktuelle Simulation des Wasserhaushalts ... DOI: 10.5675/HyWa_2013,5_3 I FachartikelAbbildung 2Simulierter und gemessener Abfluss am Pegel Neu Darchau (Elbe) im Zeitraum 2001–2011 sowie am Pegel Calbe-Grizehne (Saale) bzw. Havelberg(Havel) im Zeitraum 2005–2007Simulated and measured streamflow at the gauge Neu Darchau (Elbe) in the years 2001–2011 and at gauges Calbe-Grizehne (Saale), and Havelberg (Havel) inthe years 2005–2007Bei der hydrologischen Modellierung wird oft die NSE zur Bewertungder Modellgüte herangezogen. Der Wertebereich liegtzwischen −∞ und 1; bei einem Wert von 1 besteht eine perfekteÜbereinstimmung zwischen simulierten und gemessenen Werten.Liegt die NSE im positiven Bereich, ist das Modellergebnisbesser als der Mittelwert der gemessenen Werte. Die NSE bildetvor allem die Fähigkeit des Modells ab, die Abflussspitzen zusimulieren (MARX et al. 2008). Die Größe r ist ein Maß für denlinearen Zusammenhang zwischen Simulation und Messungund kann Werte zwischen −1 und +1 annehmen. Bei einem Wertvon +1 bzw. −1 wird der Zusammenhang zwischen Simulationund Messung perfekt durch eine lineare Gleichung beschrieben.Sowohl der rME als auch der PBIAS sind Maße für die mittlereAbweichung der simulierten von den gemessenen Werten. Positiveund negative Abweichungen gleichen sich aus, daher lässtsich aus diesen Werten auch ableiten, ob die Simulation die Messungensystematisch über- oder unterschätzt. rME-Werte größerNull, bzw. PBIAS-Werte kleiner Null zeigen eine Überschätzung,negative rME-Werte bzw. positive PBIAS-Werte eine Unterschätzungan. Der rRMSE verdeutlicht, inwieweit die simulierten Werteim Durchschnitt den gemessenen entsprechen. Positive undnegative Abweichungen werden nicht miteinander verrechnetund große Fehlerbeträge aufgrund der Quadrierung stärker berücksichtigt.3 Ergebnisse3.1 Validierung der simulierten Abflüsse mit PegeldatenDie modellierten Abflüsse am Pegel Neu Darchau im Vergleich zuden gemessenen Werten der Zeitreihe 2001–2011 sind in Abbildung2 dargestellt. Insgesamt werden die gemessenen Abflüssemit dem Modell gut wiedergegeben, was in einer NSE von 0,87Ausdruck findet (Tab. 4). Bei den modellierten Werten handelt essich um den quasi-natürlichen Abfluss, d.h. um den Abfluss beirezenter Landnutzung, jedoch ohne Berücksichtigung der Wasserbewirtschaftung.Mögliche Unterschiede zwischen gemessenenund simulierten Abflüssen können daher auch Ausdruck vonnicht modellierten Bewirtschaftungseffekten sein.Die simulierten Abflüsse am Modellauslass in Neu Darchau sinddurch den Zufluss aus Tschechien beeinflusst, der als Randbedingungfür das Abfluss-Routing vorgegeben ist. Die am Pegel NeuDarchau vorgenommene Bewertung der Modellgüte wird hierdurchverzerrt. Durch die Subtraktion des Zuflusses bei Schöna,sowohl von den simulierten als auch von den gemessenen Abflüssenam Pegel Neu Darchau, wird dieser Effekt weitestgehendherausgerechnet. Bei einer Länge von 534 km zwischen Schönaund Neu Darchau und einer mittleren Fließgeschwindigkeitvon 0,7 m/s (BÜTTNER et al. 2006) beträgt die Translationszeitzwischen diesen beiden Pegeln ca. 9 Tage. Da sich die Fließgeschwindigkeitenje nach Wasserführung und damit auch dieTabelle 4Statistische Kennzahlen zur Bewertung der Simulationsergebnissedes Abflusses an den Pegeln Neu Darchau,Calbe-Grizehne und Havelberg im Zeitraum 2001–2011Statistical measures for assessing the simulations of streamflow at thegauges Neu Darchau, Calbe-Grizehne, and Havelberg inthe years 2001–2011Pegel NSE r rME PBIAS (%) rRMSENeu Darchau 0,87 0,96 0,21 −15,0 0,25(Elbe)Calbe-Grizehne 0,32 0,86 0,29 −28,2 0,63(Saale)Havelberg(Havel)0,63 0,80 0,37 −34,2 0,37231