Storage

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Reservoirs are used to store an inflow and, depending on the current content and operating regulations, to deliver water for a total of newly different uses to up to three different system elements. With the possibility to regulate and control it is an extremely flexible system element with a variety of options. Originally, the reservoir was developed to represent dams, but it is also possible to represent other reservoirs such as flood control reservoirs or similar. Optionally, an addition to the reservoir by precipitation, as well as losses at the reservoir by evaporation and infiltration can be simulated.

The system element Reservoir can also be used to simulate hydro power plants.

Storage characteristic

The storage characteristic curve compares the content of the storage tank with the respective water levels and the surface. It is the basis for all calculation options that include not only the reservoir content but also the height or surface, e.g., feed/loss, weir, pressure pipe.

Release

Calculation options

Independent of the selected calculation option, the outputs can still be scaled with a system state/state group, which makes it possible to integrate complex operating rules, which are not only dependent on states within the storage element, but also on states within the entire river basin.

Output per time step/output sequence

With this option, you define the output values by directly entering output values (up to 365). These output values are output in this order for one time step at a time during the simulation.

Function ( + Graph/Time series)

The outputs are defined as content-dependent functions through the input of grid points. These outputs can additionally be scaled with a factor, a yearly, weekly and daily cycle (and, as with all calculation options, with a system state or a state group) or with a factor and a time series.

The following options are available as function types:

KNL	Kennlinie
LAM	Lamellenplan
XYZ	Zeitabhängige Funktion

Characteristic curve

Bei der Kennlinie wird eine zeitlich unabhängige Inhalts-Abgaben-Funktion eingegeben. Die Stützstellen können als Treppenstufen interpretiert oder linear interpoliert werden.

Lamellenplan

Bei der Option Lamellenplan wird der Speicherinhalt über das Jahr in verschiedene Bereiche (Lamellen) eingeteilt und diesen Lamellen jeweils eine feste Abgabestufen zugeteilt. Es werden also beliebige aufsteigende Abgabestufen definiert und pro festgelegtem Zeitabschnitt werden für jede dieser Abgabestufe die jeweiligen Speicherinhalte eingegeben.

Die Stützstellen des Lamellenplans können als Blockstufen interpretiert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit in der Zeit linear zu interpolieren und/ oder zwischen den Stützstellen der Inhalts-/Abgabe-Werte linear zu interpolieren.

Gegenüberstellung eines Lamellenplans in der zwei- und dreidimensionalen Darstellung,
Interpretation: konstanter Block
Gegenüberstellung eines Lamellenplans in der zwei- und dreidimensionalen Darstellung,
Interpretation: linear interpoliert (zeitlich und zwischen Inhalts-/Abgaben-Stützpunkten)

Zeitabhängige Funktion

Die Zeitabhängige Funktion ist dem Lamellenplan sehr ähnlich, aber noch ein bisschen flexibler: Die Stützstellen für die Abgaben-Werte müssen für die verschiedenen Zeitabschnitte nur in der Anzahl, nicht aber im Wert dieselben sein, zudem müssen sie nicht zwingend aufsteigend sein. Es können also für verschiedene Zeitabschnitte beliebige Funktionen mit ihren jeweiligen Inhalts- und Abgaben-Werten definiert werden.

Standardmäßig werden die eingegebenen Stützstellen als Blockstufen interpretiert. Es besteht aber auch die Möglichkeit in der Zeit linear zu interpolieren und/ oder zwischen den Stützstellen der Inhalts-/Abgaben-Werte linear zu interpolieren.

Wehrüberfall

Die Abgabe wird über die Wehrformel nach Poleni als vollkommener/ unvollkommener Überfall berechnet.

Druckrohrleitung

Die Abgabe wird über die Ansätze nach Prandtl-Colebrook und Darcy-Weisbach berechnet.

Turbine

Basierend auf den Kenngrößen der Turbine wird abhängig vom Speicherinhalt und dem Unterwasse rstand der Turbinendurchfluss, so bestimmt, dass die gewünschte Leistung eingehalten wird, solange die maximal mögliche Menge Durchflussmenge des Auslasses nicht überschritten wird. Siehe dazu auch die Seite zu Wasserkraftanlagen.

Grenzen

Für die einzelne Auslassorgane des Speichers können zusätzlich noch die physikalisch maximal möglichen Abgaben als Funktion des Speicherinhalts eingegeben werden, mit der die Wunschabgaben zusätzlich beschränkt werden. Auch ein minimal zulässiger Abfluss kann hier angegeben werden, unterhalb dessen die Abgabe auf 0 gesetzt wird.

Interne Abhängigkeiten

Über Interne Abhängigkeiten werden die Prioritäten bei mehreren, konkurrierenden Abgaben aus einem Speicher definiert. Dabei können eine oder mehrer Abgaben reduziert werden, wenn eine andere Abgabe einen bestimmten Betrag überschreitet oder der Speicherinhalt einen bestimmten Betrag unterschreitet.

Die jeweiligen Grenzen von Abgabe und Speichervolumen für die interne Abhängigkeiten sind Konstanten, die noch mit konstanten Ganglinien skaliert werden können.

Bei der Reduktion von mehreren Abgaben ist zudem die Reihenfolge anzugeben, in der reduziert werden soll.

Beispiel: Wenn Abgabe B > 0 und der Speicherinhalt S < X, dann reduziere Abgabe A um den Betrag der Abgabe B, wobei Abgabe A nicht kleiner als Null werden darf.

Das bedeutet, dass zwischen A und B eine lineare Abhängigkeit solange existiert, bis B gleich dem Wert von A ist. Steigt B weiter an, bleibt A konstant Null.

Zuschuss/ Verlust am Speicher

Einen Zuschuss oder Verlust am Speicher in Form von Niederschlag, Verdunstung oder Versickerung kann über zwei Optionen berücksichtigt werden:

Konstante Ganglinie (Tages,- Wochen- und/oder Jahresgang)
Zeitreihe

Diese können jeweils noch mit einem Faktor skaliert werden. Der speichereigene Verlust/Zuschuss wird zusätzlich noch automatisch mit der aktuellen Speicheroberfläche skaliert.