Preisträger 2017

Kurzfassung

Die wichtigste Grundlage für die Dimensionierung von Bauwerken in der Stadtentwässerung oder die Ausweisung von Hochwasserschutzflächen stellen hochaufgelöste Niederschlagszeitreihen als Modelleingangsdaten dar. Beobachtungsdaten dieser Art liegen jedoch oft nicht mit einer ausreichenden Zeitreihenlänge oder räumlichen Dichte vor.

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der methodischen Entwicklung, hochaufgelöste Zeitreihen mit räumlicher Konsistenz zu erzeugen. Mittels einer Disaggregation von Tageswertzeitreihen können für ein dichtes Stationsnetzwerk lange Zeitreihen in der anwendungsspezifisch benötigten zeitlichen Auflösung geschaffen werden. Die Untersuchung findet für Stationen in Niedersachsen statt. Die wesentlichen Neuerungen sind:

• Für die Disaggregation von Tageswerten des Niederschlages wird ein mikrokanonisches Kaskadenmodell verwendet. Durch eine methodische Weiterentwicklung können Niederschlagszeitreihen mit stündlicher und 5-minütiger Auflösung generiert werden, welche die Beobachtungszeitreihen im Untersuchungsgebiet besser repräsentieren als es durch den bisherigen Stand der Wissenschaft möglich war.

• Es wird eine Methodik entwickelt, mit welcher erstmalig eine Generierung räumlich konsistenter Niederschläge mittels des Kaskadenmodells möglich ist. Somit wird eine räumliche Anwendung mit mehreren Stationen möglich.

• Die generierten Zeitreihen werden sowohl im Bereich der Niederschlags-Abfluss- als auch in der urbanhydrologischen Modellierung validiert. In beiden Anwendungsfällen werden Hochwässer bzw. Überlauf- und Überstauvolumina für verschiedene Wiederkehrintervalle sehr gut abgebildet.

Zusammenfassend stellen die entwickelten Methoden eine Möglichkeit dar, für Gebiete ohne hochaufgelöste Niederschlagsdaten eben diese mit räumlicher Verteilung zu generieren. Die resultierenden Zeitreihen können ohne weitere Bearbeitung von Praxispartnern übernommen und direkt zu Bemessungszwecken verwendet werden.