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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Forschung:

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SYNOPSE – Synthetische Niederschlagszeitreihen für die optimale Planung und den Betrieb von Stadtentwässerungssystemen
Projektleiter:Prof. Dr. rer.nat. Dr.-Ing. András Bárdossy
Wissenschaftliche Mitarbeiter:Dipl.-Ing. Tobias Mosthaf
Dipl.-Ing. Thomas Müller
Projektdauer:1.5.2013 - 30.4.2016
Finanzierung:Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Projektpartner:
  • Leibniz Universität Hannover
  • Universität Augsburg
  • Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbH, Hannover
  • Dr.-Ing. Pecher & Partner Ingenieurgesellschaft mbH, Berlin
  • Hamburger Stadtentwässerung
  • Stadtentwässerung Braunschweig
Publikationen: Link

Zusammenfassung:

Investitionen in Infrastruktur im Siedlungswasserbau sind kostenintensive Großprojekte, die auf lange Zeit abgeschrieben werden. Stadtentwässerungssysteme müssen daher bereits in der Planungsphase auf mehrere Jahrzehnte ausgelegt werden. Außerdem können bestehende Kanalnetze nur mit hohem Aufwand nachträglich verändert werden. Demzufolge werden im Vorfeld Langzeitsimulationen durchgeführt, die das Verhalten der Entwässerungssysteme beschreiben, um eine optimale Bewirtschaftung zu erreichen und gleichzeitig ein Systemversagen auszuschließen.

Für diese Simulationen sind zeitlich hochaufgelöste Niederschlagszeitreihen notwendig. Vielerorts steht jedoch kein ausreichend dichtes Niederschlagsmessnetz in entsprechend hoher Auflösung zur Verfügung. Da Kanalnetze zudem eine relativ große Fläche bedecken, ist eine einzige Zeitreihe für das Planungsgebiet oft nicht ausreichend, um die Heterogenität in der räumlichen Niederschlagverteilung zu erfassen.

Eine Möglichkeit zeitlich hochaufgelöste Niederschlagsdaten zu erhalten, ist die stochastische Generierung zeitlich hoch aufgelöster und langjähriger synthetischer Niederschlagszeitreihen. Die derzeit verfügbaren Modellkonzepte können jedoch die Eigenschaften des Niederschlags nicht auf allen Zeitskalen gut abbilden.

Ziel des Forschungsvorhaben "Nicht-Parametrische Stochastische Niederschlagsmodellierung" im Rahmen des SYNOPSE Projektes ist die Entwicklung und Weiterentwicklung stochastischer Niederschlagsmodelle, die eine raum-zeitliche Simulation ermöglichen und die räumliche und zeitliche Skalenabhängigkeit der Modellgüte reduzieren. Zur Anwendung kommen dabei insbesondere nicht-parametrische statistische Methoden, um die Abbildung der natürlichen Variabilität des Niederschlags möglichst wenig durch die Modellkonzeption einzuschränken.