Bewirtschaftung

Neben den verschiedenen Anwendungsbereichen stellt speziell die variable Anwendung verschiedener Bewirtschaftungsformen wasserwirtschaftlicher Anlagen und deren Kombination in einem Einzugsgebietsmodell eine besondere Fähigkeit ArcEGMO’s dar. Generell lassen sich wasserwirtschaftliche bzw. hydrologische/hydraulische Strukturen in zwei Kategorien einteilen:

  1. Natürliche Seen oder künstliche geschaffene Speicher, d.h. retendierende Strukturen unterschiedlicher Komplexität. Dazu zählen Seen, Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken mit variablen Möglichkeiten zur Vorgabe von Bewirtschaftungsregeln (jahreszeit- oder situationsabhängige Zielwasserstände und Nutzerabgaben).
  2. Natürliche Bifurkationen im Gewässer und/oder künstlich angelegte durchflussverteilende Bauwerke in bewirtschafteten Systemen mit
    • einer hydraulischen Ermittlung von Abschlägen in Abhängigkeit vom Wasserstand, wie Streichwehre oder
    • regelbasierten Vorgaben der Abschläge über Beziehungen in Abhängigkeit vom Wasserstand, dem Zufluss zum Verteilerbauwerk, dem Durchfluss an einem beliebigen Kontrollpegel oder (jahres)zeitabhängigen Abschlägen unter Berücksichtigung weiterer Randbedingungen, wie einem im Hauptgewässer zu verbleibender Mindestabfluss.

Darüber hinaus können in ArcEGMO andere Bewirtschaftungsformen, wie beispielsweise die Bewässerung, Rieselfelder und Weiteres abgebildet werden.

Ein anschauliches Beispiel für die Modellierung wasserwirtschaftlichen Anlagen ist die Abgaberegel eines Speicherbeckens in einem Einzugsgebiet in Brandenburg:

Bewirtschaftung eines Speicherbeckens

Die in der Grafik abgebildete Pegelreihe zeigt die Zeitreihe am Auslass an einem Speicherbecken. Neben der gemessenen Reihe sind zwei simulierte Ganglinien des Abflusses in ArcEGMO dargestellt. Bei der ersten Ganglinie wird der Speicher als See mit einer durch die Seefläche und das Seevolumen berechnete Seeretention abgebildet, während dieser für die zweite Ganglinie als Talsperre mit einer Abgaberegel modelliert wird. Wie zu erkennen ist, unterscheiden sich die beiden Ganglinien deutlich. Die Modellierung als See führt zu einem eher natürlich wirkenden Abfluss, der in den Sommermonaten ansteigt und im Winter absinkt. Die Realität ist jedoch eine andere, da die Steuerung kurzzeitig und oftmals sehr abrupt erfolgt. Somit ergeben sich starke Schwankungen und deutliche Spitzen in der Pegelreihe. Durch die Vorgabe der Abgaberegel kann dieses Verhalten einfach nachgebildet werden. Die einzigen Differenzen zwischen der Simulation als Talsperre und der gemessen Ganglinie ergeben sich lediglich, wenn im Modell durch fehlendes Wasser im Oberlauf die Abgaberegel nicht eingehalten werden kann.