Belastungsdefinition/ Modellinput/en: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Navigation|vorher=Systemlogik|hoch=Arbeitsschritte zur Modellerstellung|nachher=Systemelementsdaten}}
{{Navigation|vorher=flow network|hoch=Working steps for model creation|nachher=System element data}}
__TOC__Belastungen wirken in Form von Niederschlag, Temperatur, Verdunstung, Zufluss, Stoffeintrag und Entnahmen auf ein wasserwirtschaftliches System ein.
__TOC__Loads in the form of precipitation, temperature, evaporation, inflow, substances and extractions can affect water management systems.
Systemelemente die einen Wassereintrag in das System bringen sind insbesondere [[Special:MyLanguage/Einleitung|Einzeleinleiter]] und [[Special:MyLanguage/Einzugsgebiet|Einzugsgebiete]]. [[Special:MyLanguage/Verbraucher|Verbraucher]] und [[Special:MyLanguage/Speicher|Speicher]] können ebenfalls zusätzlichen Abfluss in das System bringen: Verbraucher über die Eingabe von Zuschüssen, Speicher über einen zugeordneten Niederschlag, der mit der aktuellen Speicheroberfläche skaliert ebenfalls einen Wassereintrag in das System bringt (insbesondere relevant bei Talsperren mit großen Wasserflächen).
The system elements [[Special:MyLanguage/Einleitung|point source]] and [[Special:MyLanguage/Einzugsgebiet|catchment area]] are the ones which particularly contribute water to the system. [[Special:MyLanguage/Verbraucher|Consumer]] und [[Special:MyLanguage/Speicher|storage]] can also add flow to the system: Consumers via the input of punctual contributions, storages via an accordingly allocated precipitation, which scales with the storage's surface.  Thus, the latter contribution to the water input is especially relevant for e.g. dams with large water surfaces.


Stoffeinträge in das System können nur über das Element [[Special:MyLanguage/Einleitung|Einzeleinleiter]] erfolgen.  
Substance entries into the system can only be made using the [[Special:MyLanguage/Einleitung|point source]] element.  


Ein Eintrag/ Verlust von Wärmeenergie als solche ist aktuell nicht in der Oberfläche möglich. Über die [[Special:MyLanguage/Transportstrecke|Transportelemente]] kann aber bereits auf Datei-Ebene ein Wärmeeintrag/ -verlust erfolgen. Dabei kann sowohl eine Wassertemperatur am Auslass des Transportelements festgelegt werden, als auch der Wärmeaustausch zwischen der Wasseroberfläche und der Luft berechnet werden. Genaueres dazu siehe: [[Special:MyLanguage/Temperaturmodellierung|Temperaturmodellierung]].  
Currently, it is not possible to enter a specific entry/loss of thermal energy via the user interface. However, it can be  already entered on file level using [[Special:MyLanguage/Transportstrecke|transport reach]]. A water temperature at the outlet of the transport element can be defined so the heat exchange between the water surface and the air can be calculated. For more details see: [[Special:MyLanguage/Temperaturmodellierung|Temperature Modelling]].  
In der Oberfläche spielen Temperaturdaten lediglich bei der Verdunstungs- und Schneeberechnung und somit für den Wasserhaushalt eine Rolle. Wassertemperaturen der Systemelemente werden nicht simuliert.
The user interface takes the temperature data only into consideration for the evaporation and the snow calculation and consequently for the water balance. Water temperatures of the system elements are not simulated.


Verluste an Wasser, Stoffen oder Wärmeenergie kann über die Elemente [[Special:MyLanguage/Verbraucher|Verbraucher]] und [[Special:MyLanguage/Verzweigung|Verzweigung]] erfolgen. [[Special:MyLanguage/Speicher|Speicherelemente]] können, wenn die Verdunstungsberechnung aktiviert ist dem System ebenfalls Wasser entziehen. Über die Abflussaufteilung der [[Special:MyLanguage/Einzugsgebiet|Einzugsgebietselemente]] gibt es die Möglichkeit zusätzlich zum Verdunstungsterm einzelne Abflusskomponenten aus dem System zu leiten (z.B. den urbanen Oberflächenabfluss oder den tiefen Basisabfluss).
A loss of water, substances or thermal energy can be constructed via the elements [[Special:MyLanguage/Verbraucher|consumer]] and [[Special:MyLanguage/Verzweigung|diversion]]. [[Special:MyLanguage/Speicher|storage elements]] can also extract water from the system if the evaporation calculation is activated. Via the runoff distribution of the [[Special:MyLanguage/Einzugsgebiet|catchment area elements]] it is possible to discharge other individual flow components from the system in addition to the evaporation term (e.g. urban surface runoff or deep base flow).


Je nach Simulationstyp und Systemelement gibt es unterschiedliche Möglichkeiten für die Eingabe von Belastungen:
Depending on the simulation type and system element, there are different possibilities for entering loads:


;Simulationstyp Langzeitsimulation:
;Type of simulation - long-term simulation:
:- Ganglinien
:- patterns
:- Zeitreihen
:- time series
;Simulationstyp Kurzfristprognose:
;Type of simulation - short-term forecast:
:- Modellregen
:- design storm
:- Hochwasserwellen aus Hochwassermerkmalen
:- flood waves from flood characteristics




==Ganglinien: Jahres-, Wochen-, Tagesgang==
==Annual, Weekly, Daily Patterns==


Werden Ganglinien als Eingabeoption für eine Belastung gewählt, kann ein konstanter Wert mit einem wiederkehrenden konstanten Jahres- und/oder Wochen- und/oder Tagesgang skaliert werden.
If patterns are chosen as the input option for a load, a constant value can be scaled with a recurring annual and/or weekly and/or daily pattern.
Bei Tagesgängen kann dabei pro Stunde am Tag ein Wert festgelegt werden, bei Wochengängen ein konstanter Wert pro Wochentag und bei Jahresgängen können entweder konstante Monatswerte festgelegt werden oder es können über konkrete Datumseingaben variable Grenzen gezogen werden.
For daily patterns, a constant value is defined for each hour of the day, resp. for weekly patterns a constant value is defined for each day of the week and for annual patterns either monthly constants are defined or constants can be assigned to beforehand established time periods.  
In den [[Special:MyLanguage/Fenster der Systemelemente#Datenblatt der Systemelemente|Datenblättern der Systemelemente]] erfolgt dabei lediglich die Zuordnung der Ganglinien. Die Ganglinien werden unabhängig von einzelnen Systemelementen in den jeweiligen [[Special:MyLanguage/Ganglinienfenster|Ganglinienfenstern]] erstellt.
The assignment of patterns is done using the [[Special:MyLanguage/Fenster der Systemelemente|datasheets of system elements]] only. The patterns are created independently from single system elements in the respective [[Special:MyLanguage/Ganglinienfenster|pattern window]].




==Zeitreihen==
==Time Series==


[[Special:MyLanguage/Datei:00036.png|thumb|Interpretation von Zeitreihen]]
<div class="mw-translate-fuzzy">
Zeitreihen sind zeitliche Abfolgen von Daten, d.h. jeweils aufsteigenden Datums- und Zeitstempel sind Werte zugeordnet. Sowohl Messzeitreihen als auch simulierte Zeitreihen können als Modellinput verwendet werden.
[[Datei:00036_EN.png|thumb|Interpretation of time series]]
Time series are time sequences of data, i.e. ascending date stamps and time stamps are assigned to values. Both measurement time series and simulated time series can be used as model input.
</div>


Wichtig ist, dass die Zeitreihen, über den Simulationszeitraum lückenfrei sind. Eventuell vorhandene Lücken in den Zeitreihen, müssen vorher geschlossen werden (z.B. über Regressionen zu ähnlichen Zeitreihen oder durch andere Annahmen). Idealerweise aber nicht zwingenderweise liegen die Zeitreihen äquidistant in mindestens der Auflösung des Simulationszeitschrittes vor.  
It is important that the time series are gap-free for the simulation period. Possible gaps in the time series must be closed before use (e.g. by regressions to similar time series or by other assumptions). Ideally, but not necessarily, the time series are equidistant in at least the resolution of the simulation time step.
Abgesehen von den Datums- und Zeitreihenwert ist für die Simulation auch die Interpretation der Zeitreihe entscheidend. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass Zeitreihen in der passenden Einheit angegeben sind (z.B. m³/s für den Abfluss oder mg/l für die Konzentration).
Apart from the time series value, the interpretation of the time series is also crucial for the simulation. Furthermore, it is important to ensure that time series values are given in the appropriate unit (e.g. m³/s for the discharge or mg/l for the concentration).
Manche Systemelemente bieten die Option Zeitreihen mit einem zusätzlichen Faktor zu skalieren.
Some system elements offer the option to scale time series with an additional factor.


In den [[Special:MyLanguage/Fenster der Systemelemente#Datenblatt der Systemelemente|Datenblättern der Systemelemente]] erfolgt lediglich die Zuordnung der Zeitreihen. Die Zeitreihen werden unabhängig von einzelnen Systemelementen und sogar unabhängig von den Varianten und Projekten zentral in der [[Special:MyLanguage/Zeitreihenverwaltung|Zeitreihenverwaltung]] erstellt und auf dem [[Special:MyLanguage/Konzept Server/Client|Server]] gespeichert, d.h. Zeitreihen eines Auftraggebers können in unterschiedlichen Projekten verwendet werden.
In the [[Special:MyLanguage/Fenster der Systemelemente#Datenblatt der Systemelemente|data sheets of system elements]] only the time series assignment is done. The time series are created independently from individual system elements and even independently from variants and projects centrally in the [[Special:MyLanguage/Zeitreihenverwaltung|time series management]] and stored on the [[Special:MyLanguage/Konzept Server/Client|server]], i.e. the time series of a client can be used in various projects.


==Design storms==
{{TODO}}


==Modellregen==
==Flood waves from flood characteristics==
 
{{TODO}}
 
==Hochwasserwellen aus Hochwassermerkmalen==

Aktuelle Version vom 30. August 2021, 11:29 Uhr

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Loads in the form of precipitation, temperature, evaporation, inflow, substances and extractions can affect water management systems.

The system elements point source and catchment area are the ones which particularly contribute water to the system. Consumer und storage can also add flow to the system: Consumers via the input of punctual contributions, storages via an accordingly allocated precipitation, which scales with the storage's surface. Thus, the latter contribution to the water input is especially relevant for e.g. dams with large water surfaces.

Substance entries into the system can only be made using the point source element.

Currently, it is not possible to enter a specific entry/loss of thermal energy via the user interface. However, it can be already entered on file level using transport reach. A water temperature at the outlet of the transport element can be defined so the heat exchange between the water surface and the air can be calculated. For more details see: Temperature Modelling. The user interface takes the temperature data only into consideration for the evaporation and the snow calculation and consequently for the water balance. Water temperatures of the system elements are not simulated.

A loss of water, substances or thermal energy can be constructed via the elements consumer and diversion. storage elements can also extract water from the system if the evaporation calculation is activated. Via the runoff distribution of the catchment area elements it is possible to discharge other individual flow components from the system in addition to the evaporation term (e.g. urban surface runoff or deep base flow).

Depending on the simulation type and system element, there are different possibilities for entering loads:

Type of simulation - long-term simulation
- patterns
- time series
Type of simulation - short-term forecast
- design storm
- flood waves from flood characteristics


Annual, Weekly, Daily Patterns

If patterns are chosen as the input option for a load, a constant value can be scaled with a recurring annual and/or weekly and/or daily pattern. For daily patterns, a constant value is defined for each hour of the day, resp. for weekly patterns a constant value is defined for each day of the week and for annual patterns either monthly constants are defined or constants can be assigned to beforehand established time periods. The assignment of patterns is done using the datasheets of system elements only. The patterns are created independently from single system elements in the respective pattern window.


Time Series

Interpretation of time series

Time series are time sequences of data, i.e. ascending date stamps and time stamps are assigned to values. Both measurement time series and simulated time series can be used as model input.

It is important that the time series are gap-free for the simulation period. Possible gaps in the time series must be closed before use (e.g. by regressions to similar time series or by other assumptions). Ideally, but not necessarily, the time series are equidistant in at least the resolution of the simulation time step. Apart from the time series value, the interpretation of the time series is also crucial for the simulation. Furthermore, it is important to ensure that time series values are given in the appropriate unit (e.g. m³/s for the discharge or mg/l for the concentration). Some system elements offer the option to scale time series with an additional factor.

In the data sheets of system elements only the time series assignment is done. The time series are created independently from individual system elements and even independently from variants and projects centrally in the time series management and stored on the server, i.e. the time series of a client can be used in various projects.

Design storms

In Bearbeitung / Under construction

Flood waves from flood characteristics

In Bearbeitung / Under construction