Niederschlags-Abfluss-Simulation

EDV-gestützte, mathematische Niederschlags-Abfluss-Modelle (N-A-Modelle) dienen zur Berechnung maßgebender Abflüsse aus vorgegebenen Niederschlagsbelastungen und finden vielseitige Verwendung bei wasserwirtschaftlichen Aufgabenstellungen, wie z.B. 

  • der Konzeption und Dimensionierung von Hochwasserschutzmaßnahmen bzw. zum Wirkungsnachweis bestehender Anlagen
  • zur Hoch- und Niedrigwasservorhersage
  • zur Bemessung oder zum Nachweis von Sonderbauwerken in der Kanalisation, wie Mischwasserentlastungen, Rückhaltebecken oder Pumpwerken
  • der immissionsorientierten Beurteilung (d.h. in Bezug auf die Gewässerbelastung) von Mischwasserentlastungen, wie Regenüberläufen oder Regenüberlaufbecken
  • für Gewässergütebetrachtungen (als Basismodell zur Abflussermittlung).

N-A-Modelle haben gegenüber einfachen Berechnungsansätzen den Vorteil, dass sie

  • an gemessenen Ereignissen kalibriert werden können, d.h. anhand von aufgezeichneten Niederschlagsverläufen (z.B. durch Regenschreiber oder Radar) und von gemessenen Abflüssen (z.B. durch Gewässerpegel)
  • die gesamte Abflussganglinie (z.B. Hochwasserwelle) - statt nur den Spitzenabfluss - als Ergebnis liefern
  • verschiedene Systemzustände berücksichtigen können, d.h. es können Planungsvarianten oder z.B. zu erwar­tende Abflussverschärfungen durch zusätzliche Bebauung eines Einzugsgebietes quantifiziert werden.

N-A-Modelle werden durch Ingenieurbüros, Wasserwirtschaftsbehörden sowie Hochschulen eingesetzt und unterliegen einer quasi ständigen Weiterentwicklung.

Abgeschlossene und laufende Untersuchungen:
  1. Teiluntersuchung zum kritischen Zusammentreffen von Mischwasserüberläufen und maßgebenden Gewässerabflüssen mittels N-A-Simulation im Rahmen des ökologisch begründeten Sanierungskonzepts für die rheinland-pfälzische Lahn (gemeinsam mit der Universität Kaiserslautern), 1993 bis 1996
  2. Langzeituntersuchung zur naturnahen Regenwasserbewirtschaftung im Hinblick auf eine Verbesserung der Modellansätze für die N-A-Simulation und zur Einhaltung der natürlichen Wasserbilanz, 1997 bis 2018 -  Download.pdf
  3. Modellhafte Hochwasseruntersuchung für den Paulsbach in Lieser mittels N-A-Simulation und unter zeitgerechter Berücksichtigung der Moselwasserstände, 1999 - 2013  - Download.pdf
  4.  Water Retention by Landuse  im Rahmen des EU Interreg III B NWE Programm - Teilprojekt Modellierung des Hochwasserrückhalts in Waldgebieten, 2003 - 2007 Download.pdf 
Mitarbeit in technisch-wissenschaftlichen Fachausschüssen:
  • Arbeitsgruppe ES 2.6 "Abfluss- und Schmutzfrachtsimulation" der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA), seit 1993
  • Arbeitsgruppe HW 4.9 "Hochwasservorsorge für Abwasseranlagen" der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA), seit 2004
  • Arbeitsgruppe 7.1 "Wasserbilanzmodelle" des Bundes der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau e.V. (BWK), 1993 - 2004 (Auflösung der AG)
Auswahl von Veröffentlichungen zum Thema (Prof. Sartor):
  • Langzeit-Kontinuumsmodelle für Flussgebiete. Materialien des Deutschen Verbandes für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V. (DVWK), Bonn, Heft 1/1993
  • Die Häufigkeit von Mischwasserüberläufen während Niedrigwasserphasen. In: Wasserwirtschaft und Ökologie, Reihe Umweltwissenschaften, Band 2, Eberhard Blottner Verlag, Taunusstein, 1994
  • Weiterentwicklung der Langzeit-Seriensimulation des Niederschlag–Abfluss-Prozesses für kanalisierte und natürliche Einzugsgebiete. Wasserwirtschaft, Heft 5, 1997, Download.pdf
  • Simulating the influence of backwater effects in sewer systems using hydrological model components. Water Science and Technology, Vol. 39, No. 9, Pergamon Press, Oxford, England, 1999
  • Einsatz der Langzeit-Seriensimulation für kleine Einzugsgebiete. In: Berichte des Fachgebietes Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kaiserslautern, Heft 9, 1999, Download.pdf
  • Kopplung von Siedlungsentwässerungsmodellen und Niederschlag-Abfluss-Modellen für Flussgebiete. BWK-Fortbildungsveranstaltung "Niederschlag-Abfluss- und Wasserbilanzmodelle" in Mainz, 2002
  • Wasserbilanzmodelle in der Wasserwirtschaft - kontinuierliche Niederschlagsabflussmodelle. BWK - Merkblatt 2, Düsseldorf, 2002
  • Anforderungen an Niederschlag-Abfluss-Berechnungen in der Siedlungsentwässerung. Merkblatt 165 der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (ATV-DVWK), Hennef, 2004
  • Berücksichtigung von Rückstaueffekten der Kanalisation in hydrologischen Niederschlag-Abfluss-Modellen. Wasserwirtschaft, Heft 6, 2006 - Download.pdf
  • Ermittlung abflusswirksamer Flächen für Niederschlag-Abfluss-Berechnungen in der Siedlungswasserwirtschaft. Gemeinsamer Bericht der DWA-Arbeitsgruppe ES-2.6 "Abfluss- und Schmutzfrachtsimulation", KA - Abwasser, Abfall, Heft 7, 2009