Wasserhaushaltsparameter / Hochwasservorhersage

Das Wasserhaushaltsmodell PROMET (Process of Radiation Mass and Energy Transfer)

PROMET ist ein physikalisch basiertes Modell, das die Komponenten von Wasser- und Energiehaushalt für die Hauptbereiche Boden, Vegetation und Atmosphäre simuliert und an jedes Einzugsgebiet weltweit angepaßt werden kann. Es wurde an der LMU München Department für Geographie entwickelt. Die Komponente zur Gerinnemodellierung wurde durch Vista bereitgestellt (Mauser & Bach 2009).

Eigenschaften: physisch räumlich rasterbasiert stündliche Berechnung Modellparameter aus der Fernerkundung: Landnutzung Albedo LAI Strahldichte Bodenfeuchte Schneebedeckung

Abb. 1: Prozessmodellierung innerhalb von PROMET

Mit Hilfe von PROMET können die verschiedensten Fragestellungen in der Hydrologie beantwortet werden, zum Beispiel:

Abflußvorhersage
Vorhersage der Wasserkraftpoduktion für die Energiewirtschaft
Berechnung des Schneewasseräquivalentes
Bodenfeuchtesimulation

Abflussvorhersage

Für die Hochwasservorhersage werden neben den Auswertungen aus der Schneefernerkundung eigene Abflussvorhersagen für das Einzugsgebiet der oberen Donau mit dem Wasserhaushaltsmodell PROMET gerechnet.

Abb. 2: Bildung des Abflusses in oberen Donau und ihrer Zuflüsse und daraus resultierende Abflusskurven

Abb. 3: Langzeit-Validierung des Modells mit gemessenen Abflüssen für den Pegel Achleiten. Die Modellierung
von 1971 bis 2000 zeigt gerade mal eine Abweichung von +1.7% zum gemessenen Abfluss (Quelle: LMU München)

Abflußvorhersage für die Energiewirtschaft

Für die Wasserkraftproduktion werden tägliche Vorhersagen der Energieproduktion für Pegel und Wasserkraftwerke im Einzugsgebiet der oberen Donau mit PROMET simuliert. Auch wird das oberhalb von Speicherkraftwerken vorhandene Schneewasseräquivalent täglich modelliert.

Abb. 4: Tägliche Vorhersage der Energieproduktion von über 100 Wasserkraftwerken im Einzugsgebiet der oberen Donau.
Validierung der Energieproduktion der Jahre 2000 bis 2006, modelliert und gemessen (rechts).

Abb. 5: Berechnung der Wassertemperatur in Fließgewässern ist möglich

Simulation des Schneewasseräquivalentes

Die Verbindung von Beobachtung aus Satellitendaten und die Modellierung der Schneedecke mit PROMET liefert zu jedem Zeitpunkt für jeden Ort des Untersuchungsgebietes die Ausdehnung und die Menge des im Schnee gespeicherten Wassers.

Abb. 6: Von Satellitendaten zum Schneewasseräquivalent

Abb. 7: Schneedecke aus Erdbeobachtungsdaten (links), aus der Fernerkundung abgeleitete
Schneebedeckungskarte (mitte) und dem modellierten Schneewasseräquivalent (rechts)
für das Einzugsgebiet der oberen Donau.

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