Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Leistung wasserwirtschaftlicher Anlagen (Trinkwasserbereitstellung, Hochwasserschutz, Entw\u00e4sserung) wird auf der Basis beobachteter Zeitreihen von Klima- und Wasserhaushaltsgr\u00f6\u00dfen bemessen. Bei dieser Leistungsdimensionierung wird vorausgesetzt, dass diese Reihen homogen und deren statisti-sche Parameter station\u00e4r sind. Dies ist nachweislich bei einigen Gebieten in Deutschland bereits nicht mehr zutreffend.
\nEinschl\u00e4gige Vorschriften verpflichten die Betreiber wasserwirtschaftlicher Anlagen, derartige Ver\u00e4nderungen im Systemverhalten nachzuweisen und darauf zu reagieren. Daf\u00fcr wird ein geeignetes modernes Hilfsmittel ben\u00f6tigt.
\nVom Antragsteller sollte daher ein Programmsystem entwickelt werden, das auf der Basis beobachteter wasserwirtschaftlich relevanter Klima- und Dargebotsgr\u00f6\u00dfen dem Betreiber wasserwirtschaftlicher Anlagen in die Lage versetzt, signifikante \u00c4nderungen im Wasserhaushalt zu erkennen und nachzuweisen. Das Programmsystem sollte weiterhin quasistation\u00e4re Reihen liefern, die Grundlage einer Neubemessung der Anlagenleistung sein k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm einzelnen waren folgende Arbeitsschritte vorgesehen:
\n–\tErarbeitung spezifizierter Anforderungslisten f\u00fcr das zu entwickelnde System;
\n–\tBestimmung der Systemstruktur sowie der Formatierung der Eingangsgr\u00f6\u00dfen und Ausgangsgr\u00f6\u00dfen;
\n–\tModul zur Analyse, Korrektur und Parameterermittlung von Zeitreihen;
\n–\tErstellung der Programmoberfl\u00e4che;
\n–\tErarbeitung der Programmhilfe;
\n–\tErarbeitung der Anwenderdokumentation;
\n–\tTest und 2 Anwendungsbeispiele;
\nMit dem Programm erh\u00e4lt der Praktiker die M\u00f6glichkeit, die Auswirkungen von beobachteten Klimaver\u00e4nderungen auf seiner Anlage komfortabel auf fachspezifische Weise zu ermitteln.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In Deutschland existieren weit \u00fcber 200 gr\u00f6\u00dfere Anlagen zur Trinkwasserbereitstellung. Dar\u00fcber hinaus gibt es eine Vielzahl von Speicherbecken, die f\u00fcr den Hochwasserschutz eingesetzt werden. An den deutschen Flussl\u00e4ufen existieren viele Wasserkraftanlagen, deren Leistung stark vom Verlauf der Trockenperioden abh\u00e4ngt. Anlagen der Stadtentw\u00e4sserung und des Flussbaus werden auf der Basis von Bemessungsniederschl\u00e4gen oder davon abgeleiteten Abfl\u00fcssen dimensioniert. Werden die Folgen der Klima\u00e4nderungen nicht ber\u00fccksichtigt, besteht die Gefahr einer Unter- oder \u00dcberdimensionierung dieser Anlagen.
\nF\u00fcr die \u00dcberpr\u00fcfung und Neubemessung dieser Anlagen hinsichtlich einer Gef\u00e4hrdung durch bisherige beobachtete Ver\u00e4nderungen im Wasserhaushalt kann KLIMOSTAT eingesetzt werden. Mit dem Programmsystem KLIMOSTAT wurde ein praktikables Instrument zur schnellen Pr\u00fcfung umweltrelevanter beobachteter Zeitreihen von Klima- und Wasserhaushaltsgr\u00f6\u00dfen hinsichtlich bereits vorhandener Auswirkungen von Global Change erarbeitet. Auf der Basis beobachteter wasserwirtschaftlich relevanter Klima- und Dargebotsgr\u00f6\u00dfen wird es Betreibern wasserwirtschaftlicher Anlagen auf einfache Art m\u00f6glich, \u00c4nderungen im Wasserhaushalt zu erkennen und nachzuweisen. Die Betreiber wasserwirtschaftlicher Anlagen sind durch fachspezifische Vorschriften verpflichtet, derartige systemrelevante Ver\u00e4nderungen hinsichtlich Ihrer Auswirkungen auf Leistung und Sicherheit der Anlagen zu untersuchen.
\nDas Programmsystem liefert weiterhin quasistation\u00e4re, homogenisierte Reihen, die Grundlage einer Neubemessung der Anlagenleistung sein k\u00f6nnen. Diese Reihen beschreiben das gegenw\u00e4rtige Systemverhalten.
\nMit Hilfe eines Moduls zur Generierung von Reihen, k\u00f6nnen beliebig lange Serien f\u00fcr die Bemessung von Anlagen auf stochastischer Grundlage erzeugt werden. Diese Reihengenerierung ist auch nach Vorgabe von Szenarios \u00fcber monatliche Reduzierung oder Erh\u00f6hung der beobachteten Klimadatenreihe m\u00f6glich.
\nDas Programm KLIMOSTAT wurde im Projekt beispielhaft bei der Neubemessung der Rohwasserabgabeleistung der Aabach-Talsperre bei W\u00fcnnenberg und zur Ermittlung von Ver\u00e4nderungen bei der Grundwasserneubildung in einem Grundwasserfassungsgebiet in Ostsachsen sowie bei Grundwasserstands\u00e4nderungen in einer Uferfiltratanlage eingesetzt. Dabei zeigte sich am Beispiel der Talsperre, dass die Trinkwasserabgabeleistung dieses Speichers infolge Klimaver\u00e4nderungen um 10 % gesunken ist. Der Betreiber hat aus diesem Grund bereits Ma\u00dfnahmen zur Sicherung der Trinkwasserleistung eingeleitet. KLIMOSTAT ist f\u00fcr alle Umweltprobleme einsetzbar, die von Global Change tangiert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Anwendung von KLIMOSTAT bei der Bewirtschaftung von Talsperren wurde mit dem Vortrag Ber\u00fccksichtigung von Klima\u00e4nderungen beim Echtzeitbetrieb von Speichern am Beispiel der Aabach-Talsperre erstmalig zum Kolloquium der Bundesanstalt f\u00fcr Gew\u00e4sserkunde am 25.\/26. 09. 2002 in Berlin vorgestellt.
\nEin weiterer Vortrag zur \u00f6ffentlichen Pr\u00e4sentation von KLIMOSTAT war der Tag der Hydrologie 2003 am 20\/21. 03. 2003, der unter dem Motto stand: Wie wirkt sich Global Change, angetrieben durch Kli-mawandel und Landnutzungs\u00e4nderungen, auf die Wasserressourcen und deren Bewirtschaftung im Rahmen von Flusseinzugsgebieten aus? Der Veranstalter, das Institut f\u00fcr Hydrologie der Universit\u00e4t Karlsruhe, hatte den Beitrag Stauzieldynamisierung von Mehrzwecktalsperren – ein Werkzeug zur Wasserbewirtschaftung in Zeiten von Global Change in das Vortragsprogramm aufgenommen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
In Deutschland existieren eine Vielzahl von wasserwirtschaftlichen Anlagen, die auf der Basis von Bemessungsniederschl\u00e4gen oder davon abgeleiteten Abfl\u00fcssen dimensioniert werden.
\nVernachl\u00e4ssigungen der Folgen der Klima\u00e4nderungen k\u00f6nnen zu einer Unter- oder \u00dcberdimensionierung f\u00fchren. KLIMOSTAT liefert auf die Gegenwart bezogene Zeitreihen von Belastungsgr\u00f6\u00dfen, mit denen eine \u00dcberpr\u00fcfung und Neubemessung dieser Anlagen m\u00f6glich wird.
\nDas neu entwickelte Verfahren der Generierung von Langzeitreihen von Belastungsgr\u00f6\u00dfen \u00fcber 1000 Jahre auf Tagesbasis sollte durch zeitliches up- und down-scaling sowie um die Ber\u00fccksichtigung von Kreuzkorrelationen erweitert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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