Zitierung:
Rötz, A. und S. Theobald (2016): Einsatz simulationsgestützter Modelloptimierung im ereignisbezogenen Talsperrenbetrieb – Hydrologie & Wasserbewirtschaftung, 60 (6), 368-379; DOI: 10.5675/HyWa_2016,6_2
Das Deutsch-Vietnamesische FuE-Vorhaben „Integriertes Wasserressourcen-Management Vietnam (IWRM-Vietnam)“ entwickelt auf Flussgebietsebene GIS-basierte Instrumente zur Planungs- und Entscheidungsunterstützung. Im Fokus steht die Wasserbilanzierung und die Abschätzung des bestehenden Kontaminationsrisikos für die Wasserressourcen in drei Regionen in Vietnam. Die Instrumente zur Planungs- und Entscheidungsunterstützung werden in enger Kooperation mit den vietnamesischen Institutionen und Behörden entwickelt. Der Artikel beleuchtet die Wasserbilanzierung als Teil der Gesamtmethode. Das Water Balance Tool dient der Abschätzung des Wasserbedarfs und stellt diesen den verfügbaren Wasserressourcen gegenüber, um mögliche Defizite und Überschüsse zu identifizieren. Mittels eines Ranking Tools findet eine Gesamtbeurteilung der Ergebnisse statt. So können Gebiete mit einer erhöhten Problemintensität und prioritärem Handlungsbedarf ausgewiesen werden.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 53. Jahrgang, Heft 3, Juni 2009
Autor/Autorin:
Markus Pahlow, Andreas Schumann, David Nijssen, Bastian Klein, Matthias Kufeld, Holger Schüttrumpf, Jesko Hirschfeld und Ulrich Petschow
In Folge der großen Hochwasserkatastrophen um die Jahrtausendwende vollzog sich ein Paradigmenwechsel bei der Planung und Bewertung technischer Hochwasserrückhaltesysteme in Deutschland. Statt der sicherheitsorientierten Bemessung werden zunehmend risikobasierte Ansätze eingeführt. Dieser Entwicklung wurde im hier vorgestellten Planungs- und Bewertungsinstrumentarium technischer Hochwasserrückhaltesysteme durch die integrative Betrachtung von hydrologischen Risiken, technischen Möglichkeiten und sozioökonomischen Bewertungen Rechnung getragen. Für das technische Hochwasserrückhaltesystem an der Unstrut in Thüringen und Sachsen-Anhalt wurden sechs Ausbau- bzw. Betriebsszenarien untersucht. Hierzu wurde eine Vielzahl von hydrologischen Belastungen verwendet, wobei zusätzliche Charakteristika wie z.B. die Relation zwischen Scheitel und Fülle oder die Koinzidenz von Hochwassern in Teilgebieten berücksichtigt wurden. Diese Belastungsszenarien werden durch multivariate statistische Analysen mit Hilfe von Copulae in ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit bewertet. Da die hydrologische Datenbasis für derartige Analysen in der Regel nicht ausreicht, wurde eine stochastisch-deterministische Simulation genutzt, um lange künstliche Zeitreihen und somit Hochwasser verschiedener Ausprägung zu erzeugen. Der Flusslauf und das Überschwemmungsgebiet wurden mit einem gekoppelten 1-D/2-D- Modell hydraulisch abgebildet. Die Bewertung der einzelnen Ausbaustufen erfolgte mit einem Entscheidungsunterstützungssystem auf Basis eines fuzzyfizierten AHP- Ansatzes (AHP: Analytic Hierarchy Process). Es konnten sowohl die Optionen zur Verbesserung des Hochwasserrückhaltes als auch das Risiko zusätzlicher Schäden durch neu gebaute Flutpolder aufgezeigt und bewertet werden.
Modellbasierte Managementsysteme für Flussgebiete mit Mehrzweckspeichern sind heutzutage unverzichtbar für eine optimale Bewirtschaftung. Es wird ein Managementsystem vorgestellt, das mit Hilfe evolutionärer Algorithmen sowohl für den Normalbetrieb als auch für den ereignisbezogenen Betrieb eines Mehrzweckspeichers mehrere Bewirtschaftungsziele gleichzeitig berücksichtigt. Das Ergebnis ist eine Menge von so genannten Pareto-optimalen Lösungen, die die effektivsten Kompromisse darstellen und als transparente Grundlage für Entscheidungsträger dienen können. Zielkonflikte und -synergien können erkannt und analysiert werden. Um die natürliche Abflussdynamik im Normalbetrieb zu berücksichtigen und somit die negativen ökologischen Auswirkungen im Unterlauf eines Mehrzweckspeichers zu minimieren, wird ein dynamisches Betriebsregelkonzept verwendet. Das hier vorgestellte Managementsystem eignet sich ebenfalls zum Einsatz einer adaptiven Steuerung, die auf einer Nachführung aktualisierter Vorhersagen basiert.
