E-Book: BWK-Merkblatt BWK - M 2 "Wasserbilanzmodelle in der Wasserwirtschaft - Kontinuierliche Niederschlagsabflussmodelle -"

Zur Lösung wasserwirtschaftlicher Planungsaufgaben werden sehr oft nur einzelne Komponenten des hydrologischen Kreislaufs analysiert, um auf dieser Grundlage Anlagen zu bemessen und zu betreiben. Die Beschränkung auf einzelne Glieder des Wasserhaushalts hat vielerlei Ursachen. Die Wasserwirtschaft in Mitteleuropa hat sich über einen sehr langen Zeitraum entwickelt. Dabei wurden häufig nur Lösungen für Teilbereiche gesucht. So diente beispielsweise der Gewässerausbau einer verbesserten Vorflut oder dem Hochwasserschutz, die Stadtentwässerung war dagegen auf eine möglichst schnelle Ableitung von Niederschlägen und Schmutzwasser aus Siedlungsgebieten ausgerichtet. Probleme, die sich aus deren Einleitung in natürliche Gewässer ergaben, wurden lange Zeit vernachlässigt. Weitere Beispiele ließen sich anführen.

Einzelne Elemente des Wasserhaushalts wurden aber auch deshalb betrachtet, weil das Wissen über den Gesamtzusammenhang hydrologischer und hydraulischer Prozesse fehlte. Geeignete Methoden und Modelle waren lange Zeit nicht ausreichend entwickelt. Erst die intensive wissenschaftliche Forschung in der Neuzeit hat Einblicke in diese Prozesse gewährt, so dass inzwischen geeignete Rechenalgorithmen entwickelt werden konnten. Diese Entwicklung wurde nicht zuletzt durch die rasante Zunahme der allgemein verfügbaren Rechnerleistung begünstigt. Aber auch die erforderlichen umfangreichen Eingangsdaten sind heute wesentlich leichter zugänglich und verfügbar, z.B. durch geographische Informations- und Datenbanksysteme.

Die moderne Wasserwirtschaft bemüht sich heute mehr und mehr um eine integrale Betrachtung ökologischer und ökonomischer Ziele. Wasserbilanzkomponenten werden zunehmend in ihrer räumlichen und zeitlichen Vernetzung betrachtet. Eine nachhaltige integrierte Flussgebietsbewirtschaftung im Sinne der UN Agenda ‘Sustainable Development’ und auch im Sinne der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union erfordert die Berechnung von Wasserbilanzen größerer Einzugsgebiete über längere Zeiträume unter Berücksichtigung anthropogener Einflüsse. Für solche integrierten Planungen ist naturgemäß ein hoher methodischer Aufwand erforderlich. Die hohe Komplexität der Rechenverfahren erfordert wiederum ein erweitertes Fachwissen der planenden Wasserwirtschaftler.

Die in diesen Empfehlungen vorgestellten Wasserbilanzmodelle werden seit Mitte der 80er Jahre mit deutlich zunehmendem Erfolg in der Praxis eingesetzt. Sie ersetzen meist traditionelle Niederschlag-Abflussmodelle, die sich auf die Berechnung von Hochwasserereignissen konzentrieren. Derartige Wasserbilanzmodelle sollten zur Lösung verschiedener Aufgaben geeignet sein; sie sollten gepflegt und vorgehalten werden. Andererseits hat sich aber auch gezeigt, dass mangelndes Wissen bei der Anwendung komplexer Methoden häufig zu größeren Fehlern führt.

Der BWK will daher Auftraggeber und Auftragnehmer durch geeignete Empfehlungen bei der Anwendung solcher Modelle unterstützen. Der BWK hat im Jahr 1994 die Arbeitsgruppe 7.1 ‚Wasserbilanzmodelle in der Wasserwirtschaft’ eingesetzt. Die Arbeitsergebnisse wurden 1997 als Entwurf eines Technischen Berichts der Fachöffentlichkeit vorgestellt. Die positiven Reaktionen und die weiterhin zunehmende Bedeutung von Wasserbilanzmodellen in der Wasserwirtschaft haben den BWK veranlasst, den Bericht weiter zu entwickeln und ihn, verbunden mit Handlungsempfehlungen, als Merkblatt herauszugeben.

Das Merkblatt kann und will nicht hydrologisches Grundwissen vermitteln, dieses wird ebenso wie die Grundlagen der Modelltechnik vorausgesetzt. Zunächst werden die Einsatzgebiete und die Struktur von Wasserbilanzmodellen vorgestellt. Erläuterungen zu den erforderlichen Eingangsdaten und Hinweise zur erfolgreichen Aufstellung und Prüfung solcher Modelle bilden den Kern des Merkblattes. Da Planungskosten zukünftig eine noch größere Rolle bei der Entscheidung für oder gegen ein Planungswerkzeug spielen, werden Kosten-Nutzen Aspekte besonders diskutiert. Eine Reihe von Fallbeispielen rundet das Merkblatt ab und zeigt Anwendungsmöglichkeiten für Wasserbilanzmodelle auf.

Selbstverständlich ist der BWK sehr interessiert, von den Nutzern dieses Merkblattes zu erfahren, welche Erfahrungen sie in der Praxis mit diesem Papier gemacht haben. Wir sind dankbar für jeden Verbesserungsvorschlag.


Im September 2001

Dr.-Ing. E.h. Dietrich Ruchay
Präsident des BWK

Prof. Dr.-Ing. Manfred Ostrowski
Vorsitzender der technisch-wissenschaftlichen BWK-Arbeitsgruppe 7.1 „Wasserbilanzmodelle in der Wasserwirtschaft“

Sofern die Nutzung des Merkblattes durch Lehrende an Hochschulen oder vergleichbar im Rahmen der Ausbildung und Lehre geplant ist, stellen Sie uns bitte eine Anfrage per E-Mail an info@bwk-bund.de