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Dipl.–Ing. Susanne SchweigertDipl.–Ing. Susanne Schweigert

Entwicklung von Feuchtgebietsmodulen Entwicklung von Feuchtgebietsmodulen für das Wasserbewirtschaftungsmodell für das Wasserbewirtschaftungsmodell

WBalMo ElbeWBalMo Elbe

Gliederung1. Einleitung

1. Problemstellung

2. Basis: WBalMo Spreewald I

3. Vorgehensweise

2. Anpassung WBalMo Spreewald I an die Mesoskale

3. Anwendung des mesoskaligen Modellkonzepts auf Feuchtgebiete des Elbe-Tieflandes

4. Stand und Ausblick

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Feuchtgebiete im Elbe-Tiefland...

spielen wegen ihres hohen Flächenanteils von rd. 20 % eine große Rolle

Problemstellung

spielen wegen ihres hohen Flächenanteils von rd. 20 % eine große Rolle

haben häufig v.a. im Sommer einen hohen Zusatzwasserbedarf

sind abhängig von Zuflüssen aus dem EZG sowie von Wasserbewirtschaftung innerhalb

bedeutende Wassernutzer im EZG

Integration in WBalMo Elbe!

Quelle: MMK; BÜK 1000

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Basis: WBalMo Spreewald I

= Wasserbewirtschaftungsmodell WBalMo® (WASY)

+ Wasserbilanzmodell für Niedermoorflächen WABI (ZALF)

A) Aufbau WBalMo Spreewald I

Bedeutendste 135 Fließgewässer mit Steuerungsregeln für Fließgewässer-Verzweigungen

Dargebotsbereitstellung: Niederschlag, Zuflüsse (Monatswerte, stochastisch generiert, n Realisierungen)

Niedermoorfläche eingeteilt in 197 Staubereiche lagegerechte Wassernutzer in WBalMo

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B) Wasserbilanzberechnung mit WABI je Staubereich

Modellannahmen:

stationärer Zustand (Monatsschritt)

Horizontaler Grundwasserstand je Staubereich

Verdunstung = f(Grundwasserflurabstand, Landnutzung, Böden)

Parameterdateien: monatliche Stauziele, Landnutzung, Böden, Höhenverteilung, Speicherkennlinien

Ergebnisse je Staubereich und Monat:

Wasserbedarf/ -überschuss

Zu-/ Abfluss

Aktueller Grundwasserstand

Basis: WBalMo Spreewald I

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Skala

Detailliert-heit

35 Feuchtgebietsmodule in WBalMo Elbe

Reduktion Datenbasis

Reduktion Modellstruktur

WBalMo Spreewald II

Varianten

D10_ln7_bd4, D10_ln4_bd3, D25_ln4_bd2, ...

Sen

sitiv

itäts

anal

ysen

Konzeptübertragung/Neuaufbau

WBalMo Spreewald I

Vorgehensweise

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005Anpassung WBalMo Spreewald I

an die Mesoskale Reduktion Datenbasis• Landnutzungsklassen• Bodenartenhauptgruppen• DGM

Beispielstaubereich

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005Anpassung WBalMo Spreewald I

an die Mesoskale Reduktion Modellstruktur (1) • Fließgewässer• Staubereiche zu Teilgebieten

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Reduktion Modellstruktur (2)

GWSB1,1

GWSB1,2

GWSB1,3

GWSB2,1

GWSB2,2

GWSB2,3GOKGWF

dW1,1

dW2,1

dW2,2

dW2,0

dW1,2

(1)

GWTG1

GWTG2

GWFGWF

TG1 TG2

GOKmod

GWF

GWTG1

GWTG2dW1,1

dW1,2

dW2,1 dW2,2

(2)

GWSB1,1

GWSB1,2

GWSB1,3

GWSB2,1

GWSB2,2

GWSB2,3GOKGWF

dW1,1

dW2,1

dW2,2

dW2,0

dW1,2

(1)

GWSB1,1

GWSB1,2

GWSB1,3

GWSB2,1

GWSB2,2

GWSB2,3GOKGWF

dW1,1

dW2,1

dW2,2

dW2,0

dW1,2

GWSB1,1

GWSB1,2

GWSB1,3

GWSB2,1

GWSB2,2

GWSB2,3GOKGWF

dW1,1

dW2,1

dW2,2

dW2,0

dW1,2

(1)TG1 TG2

GOKmod

GWF

GWTG1

GWTG2dW1,1

dW1,2

dW2,1 dW2,2

(2)TG1 TG2

GOKmod

GWF

GWTG1

GWTG2dW1,1

dW1,2

dW2,1 dW2,2

(2)TG1 TG2

GOKmod

GWF

GWTG1

GWTG2dW1,1

dW1,2

dW2,1 dW2,2

TG1 TG2

GOKmod

GWF

GWTG1

GWTG2dW1,1

dW1,2

dW2,1 dW2,2

(2)

Schematisierter Profilschnitt durch ein Feuchtgebiet

Anpassung WBalMo Spreewald I an die Mesoskale

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197 STBR 49 WABI-Teilgebieterd. 135 Fließgewässer rd. 50 Fließgewässerrd. 90 Verteilungen rd. 40 VerteilungenDGM 10 DGM 257 LN-Klassen 4 LN-Klassen5 Bodenarten-HG 2 Bodenarten-HGRechenzeit: rd. 16 min. rd. 4 min.

Ergebnis der Reduktionen: WBalMo SPW II

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Vergleich der Gebietswasserbilanzen

Mittlerer Jahresgang der Abflussänderung 1995 - 1999

Qab - Qzu

(min/max)

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Nov Dez Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt

[m³/

s]

WBalMo Spreewald I

Maximale Reduktion Datenbasis

Maximale Reduktion Datenbasis +Reduktion Modellstruktur

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Vergleich von „Nutzer“-Grundwasserständen

Häufigkeitsverteilung der Abweichungen der SB-GW-Stände von SB-MW

-1,0

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

[m]

WBalMo Spreewald I (21 SB)

Maximal reduzierte Datenbasis (21 SB)

Maximal reduzierte Datenbasis +Reduktion Modellstruktur (1 TG)

Variabilitäten der Grundwasserstände 1995 - 1999

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Wasserbilanzgrößen für das Gesamtgebiet werden durch WBalMo Spreewald II hin-reichend genau berechnet

Marginale Effekte durch Reduktionen

Jedoch: Aussagen zu Detailfragen im Gebiet sind nicht mehr möglich

Vergleichmäßigung der Ergebnisse

Zwischenfazit

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Feuchtgebiete im Elbe-Tiefland:

Anwendung des mesoskaligen Modellkonzepts auf Feuchtgebiete des

Elbe-Tieflandes

Vorausgewählte Feuchtgebiete: größer 1000 ha

mit Wasserbewirt-

schaftung

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Vorausgewählte Feuchtgebiete fein ausgrenzen: Niederung

Stauzielfestlegung

Aufbau der Feuchtgebietsmodule

Integration in WBalMo

Hydrologische Gebietsanalyse

Teilgebiete Staubereiche

Berechnung der Parameterdateien

vorrangig GIS-Arbeiten, AML-Routinen

Arbeitsschritte

Anwendung des mesoskaligen Modellkonzepts auf Feuchtgebiete des

Elbe-Tieflandes

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Vorausgewählte Feuchtgebiete

• Klassifizierte Fließgewässer• Hydrotechnische Anlagen (WBV, TK25)

DGM 25BÜK 300Mit feuchtgebietstypischen Böden

Landnutzung(Biotoptypenkartierung)

Datengrundlagen

Beispiel: Feuchtgebiet Schraden/ Pulsnitz

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Ergebnis 1: Ausgegrenzte Niederungsfläche + Einzugsgebietsgrenzen Ergebnis 2: Teilgebiete Ergebnis 3: Staubereiche

Ausgrenzung Niederung, Teilgebiete, Staubereiche

Beispiel: Feuchtgebiet Schraden/ Pulsnitz

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Schema des Moduls

Beispiel: Feuchtgebiet Schraden/ Pulsnitz

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Stand und Ausblick

Stand der Feuchtgebietsmodulentwicklung

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Szenarienuntersuchungen zur Analyse der Auswirkungen des globalen Wandels auf Feuchtgebiete

Entwicklung von Handlungsstrategien zur Minderung der Konfliktpotenziale im Bereich Nutzung, ökologischer Zustand und Nährstoff-retentionswirkung von Feuchtgebieten

Aufbau aller Feuchtgebietsmodule und deren Integration in WBalMo Elbe (WASY)

Stand und Ausblick

bis Ende Februar 2006Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!