21.12.2016

Wie aggregiert man diese flächige Wasserstandsinformation über die Zeit zu Überflutungsdauern?

Abfrage der nächstgelegenen Pegel

• https://pegelonline.wsv.de/gast/stammdaten?pegelnr=501490
• https://pegelonline.wsv.de/gast/stammdaten?pegelnr=502000

Wasserstände der angrenzenden Pegel

Lineare Interpolation

Einleitung

• FLYS3 ist kein hydraulisches Modell, sondern eine Plattform zur Ausgabe und Interpolation von Modellergebnissen
• FLYS3 stellt 30 stationäre Wasserspiegellagen für gleichwertige Abflusslängsschnitte von 0.5MNQ bis HQ500 aus 1d-SOBEK-Berechnungen bereit

Verfügbare Wasserspiegellagen

Verfügbare Wasserspiegellagen

Ausgewählte Wasserspiegellagen

Interpolierte Wasserspiegellagen

Vergleich der Wasserspiegellagen

Einleitung

• hyd1d ist als R-Paket programmiert und über CRAN unter der GPL2 veröffentlicht
• hyd1d integriert Paket-eigene Pegeldaten aus der HyDaBa, aktuelle Pegeldaten von PEGELONLINE, und Wasserspiegellagen von FLYS3
• Pegel- und Wasserspiegeldaten werden so miteinander interpoliert, dass resultierenden Wasserspiegellagen auch über lange Strecken keine Diskontinuitäten aufweisen

1. Streckenrelevante Pegel

2. Wasserstände

3. Aufteilung der Berechnungsstrecke

4. Einrahmende Wasserspiegellagen

5.1 Gewichtung an den Pegeln

5.2 Gewichtung entlang der Strecke

5.3 Interpolation der Wasserspiegellage

5.4 Interpolationen zusammengefasst

Vergleich der Wasserspiegellagen

Zusammenfassung

• hyd1d interpoliert stationäre Wasserspiegellagen von FLYS3 abschnittsweise mit Hilfe der umliegenden Pegel
• Die Interpolation wird mit allen für den Zeitpunkt und den Gewässerabschnitt verfügbaren Pegeldaten durchgeführt
• Ungleichwertige Abflüsse großer Nebengewässer werden durch die Pegel abgebildet
• Sprünge, bzw. Diskontinuitäten werden durch das abschnittssweise Aufhängen der resultierenden Wasserspiegellage an den Pegeln unmöglich

Einleitung

• hydflood ist als R-Paket programmiert und über CRAN unter der GPL2 veröffentlicht
• hydflood dient der Berechnung von Überflutungsflächen und -dauern
• Wasserspiegellagen, die mittels hyd1d berechnet wurden, werden über Querprofilflächen in die Aue extrapoliert und mit digitalen Geländemodellen (DGM’s) verglichen

Datengrundlagen

• Querprofilspuren aus den SOBEK-Modellen für FLYS3, umgerechnet zu Querprofilflächen (qpf)
• Wasserspiegellagen von hyd1d
• Digitale Geländemodelle (dgm)

flood3()-Funktion

• Berechnung der Wasserspiegellage
• Übertrag der Wasserspiegellage über das Join-Feld station_int auf die Querprofilflächen (qpf)
• ufd[qpf > dgm] = ufd[qpf > dgm] + 1
• gegebenenfalls Wiederholung über eine Sequenz von Zeitschritten

21.12.2016

2002

2016

Zusammenfassung

• hydflood verwendet interpolierte Wasserspiegellagen von hyd1d, um mittels der Funktion flood3() Überflutungsflächen und -dauern zu berechnen
• Vorteile:
  • wenige, bereits vorhandene Eingangsdatensätze (DGM, Querprofilspuren, Pegeldaten)
  • hohe räumliche und zeitliche Auflösung
  • kachelweise parallelisierbare, schnelle und großflächige Berechnung
• Nachteil:
  • kein physikalisches Modell, auch Flächen ohne Zufluss werden überflutet

Publikation

Weber, A., Hatz, M., Schramm, W., Rosenzweig, S. (2023): hyd1d and hydflood - R packages to compute water levels and annual flood durations along the rivers Rhine and Elbe, Germany. Ecohydrology & Hydrobiology. DOI: 10.1016/j.ecohyd.2023.04.001

https://shiny.bafg.de/waterlevel/

https://shiny.bafg.de/waterlevelpegelonline/

https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.948042

https://shiny.bafg.de/flood3wms/

https://shiny.bafg.de/flood3daily/