Geodaten in der Fließgewässermodellierung • WASSER & ABWASSER

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Geodaten in der Fließgewässermodellierung

Die Deut­sche Ver­ei­ni­gung für Was­ser­wirt­schaft, Abwas­ser und Abfall e. V. (DWA) hat drei Tei­le des Merk­blatts DWA-M 543 „Geo­da­ten in der Fließ­ge­wäs­ser­mo­del­lie­rung“ ver­öf­fent­licht:

  • Teil 1: Grund­la­gen und Ver­fah­ren (DWA-M 543-1)
  • Teil 2: Bedarfs­ge­rech­te Daten­er­fas­sung und –auf­be­rei­tung (DWA-M 543-2)
  • Teil 3: Aspek­te der Strö­mungs­mo­del­lie­rung und Fall­bei­spie­le (DWA-M 543-3)

Nume­ri­sche Model­le zur Simu­la­ti­on von Strö­mungs­vor­gän­gen in Fließ­ge­wäs­sern wer­den nun­mehr seit meh­re­ren Jahr­zehn­ten als Ana­ly­se- und Pro­gno­se­werk­zeug in nahe­zu allen Berei­chen des Was­ser­baus und der Was­ser­wirt­schaft ein­ge­setzt. Auf­grund begrenz­ter Rech­ner­leis­tun­gen war die com­pu­ter­ge­stütz­te Abbil­dung hydrau­li­scher Pro­zes­se dabei zunächst nur nähe­rungs­wei­se mit­tels star­ker Ver­ein­fa­chun­gen in den phy­si­ka­li­schen Grund­glei­chun­gen mög­lich. Mitt­ler­wei­le las­sen sich jedoch auch auf­wän­di­ge mehr­di­men­sio­na­le Modell­sys­te­me mit hoher Auf­lö­sung und Genau­ig­keit auf han­dels­üb­li­chen Com­pu­tern effi­zi­ent ein­set­zen.

Neben der fach­lich fun­dier­ten Aus­wahl und Hand­ha­bung von Model­lie­rungs­me­tho­dik und Simu­la­ti­ons­soft­ware hängt die Qua­li­tät einer hydrau­li­schen Unter­su­chung maß­geb­lich von der adäqua­ten Abbil­dung der topo­gra­phi­schen bzw. geo­me­tri­schen Rand­be­din­gun­gen der zu model­lie­ren­den Gewäs­ser­stre­cke ab. Hier tref­fen nun zwei Fach­dis­zi­pli­nen auf­ein­an­der: Auf der einen Sei­te der Geo­dät bzw. Geo­in­for­ma­ti­ker, der mit der Erfas­sung und Bereit­stel­lung der geo­me­tri­schen Ein­gangs­grö­ßen beauf­tragt wur­de – auf der ande­ren Sei­te der Hydrau­li­ker, der die Daten zur Erstel­lung sei­ner Modell­geo­me­trie nut­zen möch­te und letzt­end­lich den Anfor­de­run­gen des Auf­trags­ge­bers an die Genau­ig­keit der Model­lie­rungs­er­geb­nis­se gerecht wer­den muss. Hier­bei sind nicht zuletzt zeit­li­che und öko­no­mi­sche Zwän­ge, aber auch Fra­gen der tech­ni­schen Mach­bar­keit sowohl in Bezug auf die Daten­er­he­bung als auch die hydrau­li­sche Model­lie­rung zu berück­sich­ti­gen und fach­ge­biets­über­grei­fend ziel­füh­ren­de Lösun­gen zu fin­den.

Das Merk­blatt DWA-M 543 rich­tet sich daher glei­cher­ma­ßen an Geo­dä­ten bzw. Geo­in­for­ma­ti­ker sowie Hydrau­li­ker, um bei­den Sei­ten zu einem ver­tief­ten Ein­blick in die Anfor­de­run­gen und Mög­lich­kei­ten der Fließ­ge­wäs­ser­mo­del­lie­rung sowie die dazu benö­tig­te Daten­ba­sis zu ver­hel­fen. Dar­über hin­aus bie­tet die Publi­ka­ti­on aber auch Hil­fe­stel­lun­gen für Fach­leu­te aus allen ande­ren Dis­zi­pli­nen, die fließ­ge­wäs­ser­be­zo­ge­ne Geo­da­ten und/oder hydrau­li­sche Model­lie­rungs­er­geb­nis­se für ihre wei­ter­füh­ren­den Exper­ti­sen bzw. Ent­schei­dungs­fin­dun­gen nut­zen und mehr Sicher­heit in der eige­nen Bewer­tung der Genau­ig­keit und Aus­sa­ge­kraft topo­gra­phi­scher Infor­ma­tio­nen und dar­auf auf­bau­en­der Strö­mungs­si­mu­la­tio­nen gewin­nen möch­ten. Nicht zuletzt ist die Aus­ein­an­der­set­zung mit den Metho­den der Daten­er­fas­sung und Model­lie­rungs­tech­nik aber auch für die Ver­ant­wort­li­chen in Behör­den und Unter­neh­men bedeut­sam, um Auf­trags­ver­ga­ben fach­lich und öko­no­misch abzu­si­chern und ein fun­dier­tes Qua­li­täts­ma­nage­ment gewähr­leis­ten zu kön­nen.

Das Merk­blatt wird in fol­gen­den drei Tei­len ver­öf­fent­licht:

  • Teil 1: Grund­la­gen und Ver­fah­ren (DWA-M 543-1)
  • Teil 2: Bedarfs­ge­rech­te Daten­er­fas­sung und -auf­be­rei­tung (DWA-M 543-2)
  • Teil 3: Aspek­te der Strö­mungs­mo­del­lie­rung und Fall­bei­spie­le (DWA-M 543-3)

Der Teil 1 erläu­tert die grund­le­gen­den fach­spe­zi­fi­schen Ter­mi­no­lo­gi­en und gibt eine Über­sicht in Bezug auf Ver­fah­ren der Strö­mungs­mo­del­lie­rung sowie Ver­mes­sungs­me­tho­den zur Erhe­bung fließ­ge­wäs­ser­be­zo­ge­ner Geo­da­ten. Der zwei­te Teil des Merk­blat­tes lie­fert kon­kre­te Hand­lungs­emp­feh­lun­gen zur Erfas­sung- und Auf­be­rei­tung der Geo­da­ten­ba­sis in Abhän­gig­keit der einer Modell­un­ter­su­chung zugrun­de­lie­gen­den Anfor­de­run­gen. Teil 3 behan­delt fort­füh­ren­de Arbeits­schrit­te zur Erstel­lung und Güte­si­che­rung des Strö­mungs­mo­dells und illus­triert den im Rah­men des Merk­blatts behan­del­ten The­men­kom­plex anhand aus­ge­wähl­ter Pra­xis­bei­spie­le.

Das Merk­blatt rich­tet sich an Behör­den, Inge­nieur­bü­ros, Fir­men und Ver­bän­de, die sich mit den Anfor­de­run­gen und Mög­lich­kei­ten der Fließ­ge­wäs­ser­mo­del­lie­rung sowie der dazu benö­tig­ten Daten­ba­sis beschäf­ti­gen. Vor die­sem Anwen­dungs­hin­ter­grund soll das Merk­blatt als Infor­ma­ti­ons­quel­le für pra­xis­na­he Ansät­ze die­nen.

Das Merk­blatt DWA-M 543 „Geo­da­ten in der Fließ­ge­wäs­ser­mo­del­lie­rung“ wur­de von der DWA-Arbeits­grup­pe WW-3.2 „Mehr­di­men­sio­na­le nume­ri­sche Model­le“ (Spre­cher: Dr.-Ing. Peter Ober­le) im DWA-Fach­aus­schuss WW-3 „Hydrau­lik“ (Obmann: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jür­gen Stamm) erar­bei­tet.