Durchflussschätzung an staugeregelten Fließgewässerabschnitten
An Fließgewässern werden kontinuierliche Durchflusszeitreihen häufig über eine Wasserstand-Abfluss-Beziehung ermittelt. An staugeregelten Fließgewässerabschnitten weist diese Beziehung oft nicht die gewünschte Genauigkeit auf. In diesem Artikel wird ein alternativer Ansatz zur Durchflussschätzung mithilfe eines multiplen linearen Regressionsmodells präsentiert, der an einem ausgewählten österreichischen Donauabschnitt erfolgreich getestet wurde und dessen Anwendbarkeit in der Praxis diskutiert wird.
1 Ausgangslage
Die Agenden des hydrographischen Dienstes werden am osterreichischenDonauabschnitt von viadonau, wie im Wasserrechtsgesetz1959 [9] festgelegt, bearbeitet. Diese beinhaltenunter anderem die Ermittlung von kontinuierlichen Zeitreihendes Durchflusses an ausgewahlten Pegeln, wofur auf Basis vonDurchf lussmessungen Wasserstand-Abf luss-Beziehungen(W-Q) erstellt und laufend aktualisiert werden. Der kontinuierlichgemessene Wasserstand wird bei diesem indirekten, weltweitsehr haufig angewandten Verfahren der Durchflussermittlungin kontinuierliche Durchflusszeitreihen uberfuhrt [6]. DieStandorte der einzelnen (Durchfluss-) Pegel werden in der Verordnungdes Bundesministeriums fur Landwirtschaft, Regionenund Tourismus (vormals Land- und Forstwirtschaft, Umweltund Wasserwirtschaft) uber die Erhebung des Wasserkreislaufesin Osterreich (WKEV) [2] prazisiert.
Anthropogene Einflusse, zum Beispiel der Ruckstau vonWasserkraftwerken,verandern jedoch die Moglichkeiten derDurchflussermittlung und erschweren die Erstellung von eindeutigenW-Q-Beziehungen [8] bzw. versagt hier dieses einfacheVerfahren [4]. Der Wasserstand hangt hier nicht nur vom Durchfluss, sondern auch von der Steuerung der stromab und stromaufwartsgelegenen Kraftwerke ab. So auch am osterreichischenDonauabschnitt, wo eine Kette von zehn Laufkraftwerken denWasserstand innerhalb einer in der jeweiligen Wehrbetriebsordnung vorgegebenen Toleranz steuern darf. Dadurch erzielen aneinzelnen Pegeln die mit den W-Q-Beziehungen ermittelten Durchflusse nicht die gewunschte Genauigkeit bzw. ergeben siegelegentlich einen Durchfluss gleich Null. Dieser fur die Erfullungvon hydrographischen Aufgaben problematische Effekt trittinsbesondere bei Niedrigwasserverhaltnissen auf.
Vorgestellt wird ein datenbasierter Ansatz zur Verbesserungder Durchflussermittlung an staugeregelten Flie.gewasserabschnitten,der das Wasserspiegelgefalle indirekt miteinbeziehtund an das ΔW-Verfahren angelehnt ist [4], [6]. Unser Ansatzwurde an einem ausgewahlten osterreichischen Donauabschnittgetestet und es wird seine Anwendbarkeit in der Praxis diskutiert.
2 Daten, Methodik und Resultate
2.1 Untersuchungsgebiet und Daten
Als Untersuchungsgebiet wurde der Stauraum des KraftwerksYbbs-Persenbeug mit dem Pegel Grein (Strom-km 2 079,1; MQ =1 805 m³/s; RNQ = Q94 = 890 m³/s) ausgewahlt, an dem lautWKEV [2] von viadonau der Durchfluss zu ermitteln ist (Bild 1).An diesem Pegel werden seit dem Jahr 2000 Durchflussmessungenmit einheitlicher Methodik (Messboot mit Ultraschall-Doppler-Gerat) durchgefuhrt. Zudem sind fur den Pegel Greinsowie fur die ebenfalls im Stauraum des Kraftwerks Ybbs-Persenbeuggelegenen Pegel Wallsee (Strom-km 2 092,9) und Oberwasserpegeldes Kraftwerks (KW) Ybbs-Persenbeug (Strom-km2 060,7) Zeitreihen mit gemessenen Wasserstandsdaten verfugbar(Bild 1). (Hinweis: Die Donau und ihre Zubringer werdenbeginnend von der Mundung mit km 0,0 kilometriert.)
Diese Wasserstandsdaten sind seit dem Jahr 2006 in 15-min-Auflosung vorhanden. Die Datenubertragung erfolgt in Echtzeitund ermoglicht die weitere Verwendung der geschatzten Durchflusse
in Informations- und Prognosesystemen.
| Copyright: | © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH | |
| Quelle: | Wasserwirtschaft - Heft 07/08 (August 2021) | |
| Seiten: | 4 | |
| Autor: | Johannes Hubmann  Gabriel Stecher | |
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