Division into System Elements

Sprachen:

Deutsch
English

Decisive for how a water management system is divided into individual system elements is the question to be answered with the model and the existing data basis.

Basically there are two possibilities for the subdivision of the area. This can be either catchment area-based or grid-based. In addition, all hydrological structures relevant to the problem must be identified and represented by a suitable system element, e.g. dams by reservoir, withdrawals by consumer, etc. Often there are several conceivable solutions.

The prework for subdividing a river basin is usually done with a GIS.

Catchment area based subdivision

Kriterien für die Unterteilung können sein:

Gebietseigenschaften (Topographie)
punktuelle Änderungen des Abflusses durch
- Zuflüsse
- Einleitungen
- Entnahmen
Lage von hydrologischen Bauwerken
Stationierung von Pegeln
Fließgewässertyp und -geometrie

Das Ergebnis der Unterteilung sind digitale Einzugsgebietsgrenzen und Fließgewässerabschnitte. Ergibt sich aus den vorhandenen Daten zunächst eine grobe Unterteilung, kann diese noch weiter unterteilt werden, insbesondere, wenn es aufgrund der Fragestellung wichtig ist, bestimmte Prozesse im Gewässer abzubilden, die mit der groben Unterteilung nicht mehr darstellbar sind. Im folgenden ist ein hoch aufgelöstes wasserwirtschaftliches System einem gering aufgelösten System gegenübergestellt:

400px	400px
Mit zunehmender Genauigkeit der Systemabbildung nimmt die Bedeutung der Hydraulik im Gewässer zu. Die Parameter der Abflusskonzentration beziehen sich nur auf den Oberflächenabfluss im Teilgebiet, bzw. Interflow und Basisabfluss. Die Abbildung des Wellenablaufs in den Gewässer ist möglich.	Einfache Ansätze zur Berechnung der Abflussbildung kommen i.d.R. mit einer groben Systemabbildung besser zurecht. Sowohl der Oberflächenabfluss in den Teilgebieten als auch der Wellenablauf der in den Gewässern stattfindet ist in den Parametern der Abflusskonzentration enthalten. Die Abbildung des Wellenablaufs in den Gewässer ist kaum möglich

[[Special:MyLanguage/Datei:Teilgebiet_Auswahl_Systemelemente.png|thumb| Teilgebiete können über ein NA-Modell 20px abgebildet werden oder durch eine am Ausgang vorliegende Ganglinie 20px berücksichtigt werden]]

Im nächsten Schritt wird dann noch abhängig von der Fragestellung und der Datengrundlage entschieden, durch welche Systemelemente die Einzugsgebiete abgebildet werden sollen. Neben dem Systemelement Einzugsgebiet, das über eine Niederschlags-Abfluss-Simulation die Belastung ins System bringt, können Einzeleinleiter den Abfluss am Ausgang des Einzugsgebietes direkt über eine Abflussganglinie ins System einspeisen. Letzeres ist natürlich nur möglich, wenn eine solche Abflussganglinie vorhanden ist. Dann ist es die weniger rechenintensive Variante, die zudem (bei guter Qualität der Eingangsdaten) am genauesten das tatsächlich stattgefundene Abflussverhalten abbilden kann. Soll aber beispielsweise eine Prognose unter geänderten Landnutzungsbedingungen gerechnet werden oder ist die Abflussganglinie nicht lang genug, bietet es sich an das Systemelement Einzugsgebiet zu verwenden. In Talsim-NG kann die Auswahl des Systemelementes für die Teileinzugsgebiete auch von Teileinzugebiet zu Teileinzugsgebiet variieren.

Sind die Systemelemente festgelegt, wird die Systemlogik erstellt, d.h. die Fließbeziehungen zwischen den Elementen werden festgelegt.

Rasterbasierte Unterteilung

Bei der rasterbasierten Unterteilung wird Wasser von einer Zelle im Allgemeinen entsprechend ihrer Fließrichtung in die nächste Zelle weitergegeben.

Die Übergabe von einer Zelle in die nächste ist je nach Abflusskomponente unterschiedlich:

Oberflächenabfluss wird in den Abflussbildungsprozess der nächsten Zelle integriert, d.h. wird dort wie zusätzlicher Niederschlag behandelt.
Interflow wird in die Speicherkaskade des Interflows der nächsten Zelle eingespeist
Basisabfluss wird in die Speicherkaskade des Basisabflusses der nächsten Zelle eingespeist