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Das Wasserstandsvorhersagesystem WAVOS

Das Vorhersagesystem WAVOS setzt sich aus verschiedenen Software-Modulen zusammen. Es besteht aus den eigentlichen Vorhersagemodellen sowie diversen Schnittstellen für Ein- und Ausgangsdaten und einer grafischen Benutzeroberfläche.

Aufbau des Vorhersagesystems WAVOSAufbau des Vorhersagesystems WAVOS

Die Berechnung der Wasserstandsvorhersage basiert auf hydrodynamischen Modellen für den eigentlichen Flusslauf. Diese Modelle werden, wie in der Natur, durch die Zuflüsse am oberen Rand, durch die Nebenflüsse und den Wasserstand am Ende gesteuert. Für den zurückliegenden Zeitraum werden die benötigten Daten aus Messwerten gewonnen. Zur Bestimmung der Zuflüsse im Vorhersagezeitraum stehen in WAVOS grundsätzlich drei Methoden zur Verfügung:

  • Verwendung von Zuflussvorhersagen anderer Vorhersagezentralen
  • Statistische Modelle
  • Niederschlag-Abfluss-Modelle

Was ist ein Niederschlag-Abfluss-Modell?

Ein Niederschlag-Abfluss-Modell berechnet auf Basis mathematischer Gleichungen die Abflussganglinie aus einem Einzugsgebiet als Reaktion auf das Wettergeschehen. Zusätzlich zu den meteorologischen Eingangsgrößen (insbesondere Niederschlag und Temperatur) berücksichtigen Niederschlag-Abfluss-Modelle die Eigenschaften des Gebiets (Gefälle, Bodenarten, Landnutzung etc.), um das Abflussverhalten widerspiegeln zu können. Die beiden Hauptkomponenten eines Niederschlag-Abfluss-Modells sind Abflussbildung und Abflusskonzentration. Häufig besteht die Möglichkeit, die Wasserbewegung in größeren Gewässern einschließlich künstlichen Speicherbauwerken, wie z. B. Talsperren, separat zu berücksichtigen.

Was ist ein eindimensionales hydrodynamisches Modell?

Ein hydrodynamisches Modell beschreibt mit Hilfe mathematischer Gleichungssysteme die Strömungssituation in Gewässern. Im Rahmen großräumiger Modelle, wie sie in der operationellen Wasserstandsvorhersage eingesetzt werden, handelt es sich in der Regel um sog. eindimensionale Modelle. Hierbei wird die Wasserbewegung, über den Fließquerschnitt integriert, ausschließlich in Hauptfließrichtung berechnet. Dabei müssen mehrdimensionale Effekte, wie z. B. Querströmungen, vereinfacht abgebildet werden. Ein eindimensionales, hydrodynamisches Modell berücksichtigt insbesondere den Gewässerquerschnitt, das Gefälle und die Gewässerrauheit, um die zeitliche Veränderung der vorgegebenen Abflüsse und Wasserstände zu errechnen.

Ein anschauliches Lexikon hydrologischer Begriffe finden Sie auf der Homepage des Hochwassernachrichtendienstes in Bayern unter "Lexikon":

Hochwassernachrichtendienst Bayern

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