3. 1/2013 CONSULTING 3
OFFSHORE-WINDPARKS
Optimierte Analyse von Wetterfenstern für Offshore-Arbeiten
Bei vielen Offshore-Windparks in der deut- Wetterfenster und Ausfallzeiten für jede ausführlich validiert sind und mit denen
schen Nord- und Ostsee fällt in den nächs- betrachtete Wettersituation ergibt daher lange, kontinuierliche Zeitreihen von
ten Monaten der entscheidende Start- immer 100%. Wasserständen, Strömungs-, Wind- und
schuss für den Bau. Eine zentrale Rolle für Wellenparametern für das Projektgebiet
die Planer spielen dabei die zu erwarten- Ein Beispiel für Wetterfenster und Aus- verfügbar werden. Alternativ können aber
den Wetterbedingungen. Installations- fallzeiten während eines Januar-Monats auch Zeitreihen von Offshore-Messungen
schiffe benötigen z. B. je nach Arbeits- ist in Abbildung 1 dargestellt. Hier ergibt für die Persistenz-Analyse verwendet wer-
einsatz unterschiedlich lange Zeitfenster
mit ruhigen Wetterlagen.
DHI-WASY war und ist bei der Planung
zahlreicher Offshore-Windparks in der
Nord- und Ostsee beratend tätig. Neben
der Ermittlung von hydrographischen
Extrembedingungen in den Projektge-
bieten, die Grundlage für die Erstellung
der Design Basis ist, analysiert DHI-WASY
auch die operationellen Randbedingun-
gen, die bei Installationsarbeiten oder bei
Operation & Maintenance der Offshore-
anlagen auftreten können.
Als limitierende Faktoren für Offshore-
Arbeiten, bei denen beispielsweise ein
Übersteigen von Monteuren vom und
Abb. 1: Darstellung der
zum Schiff oder ein sicherer Transport von Wetterfenster und Aus-
Anlagenteilen gewährleistet sein soll, wer- fallzeiten aus der Persis-
den meist folgende Umweltparameter tenz-Analyse für einen
angesehen: Januar-Monat
• Wellenhöhen (z. B. signifikante Wellen- die Persistenz-Analyse beispielsweise für den. Es sollten jedoch möglichst lange
höhe Hm0 < 2,0 m) eine Zeitspanne von 24 Stunden und Zeitreihen (mehrere Jahre) genutzt wer-
• Windgeschwindigkeiten an der Meeres- einen Grenzwert von Hm0 < 4,0 m den, um die Unschärfe durch jährliche
oberfläche oder auf Höhe der zu mon- Wetterfenster von 28,9 Tagen (93,2 %) Schwankungen zu reduzieren und damit
tierenden Bauteile und eine entsprechende Ausfallzeit von die Aussagekraft der Auswertungen zu
• Strömungsgeschwindigkeiten an der 2,1 Tagen (6,8 %). steigern. Die Unsicherheiten bei der
Meeresoberfläche Bewertung der Wetterbedingungen wer-
DHI-WASY nutzt bei der Persistenz-Analyse den dadurch berücksichtigt, dass die
Ein wesentlicher Erfolgsfaktor für Planer in erster Linie Daten aus eigenen Hindcast- Persistenz-Statistik für jedes verfügbare
und Windparkbetreiber ist die Genauig- Modellen, die anhand von Messungen Jahr individuell durchgeführt wird und
keit, mit der Wetterfenster für diese
Parameter im Baugebiet bestimmt werden
können. DHI-WASY bietet aktuell eine
optimierte Persistenz-Analyse von Wetter-
fenster und Ausfallzeiten an, bei der nicht
nur Mittelwerte für die zu betrachtende
Zeitreihe am Standort, sondern beliebige
Wahrscheinlichkeiten (z. B. Perzentile P70,
P90) ausgewertet werden können. Diese
Persistenz-Statistik von Metocean-Para-
metern ist vor allem bei der Risikoanalyse
von operationellen Einsätzen hilfreich.
Abb. 2: Ergebnis einer
Ein Wetterfenster (Weather Window) ist
Persistenz-Analyse für
dabei definiert als der Zeitraum, in dem einen Offshore-Standort,
eine bestimmte (Wetter-)Bedingung über hier: 50% Perzentil (P50)
eine festgelegte Dauer erfüllt ist, d. h. ein der Wetterfenster für eine
Dauer von 24 Stunden
Grenzwert nicht überschritten wird. Als
und Grenzwerte der sig-
Ausfallzeit (Down Time) sind alle übrigen nifikanten Wellenhöhe
Zeiträume definiert. Die Summe aller von 1 bis 6 m
4. 4 CONSULTING 1/2013
OFFSHORE-WINDPARKS
dann Mittelwerte, Standardabweichun- ten Monat (oder jede Jahreszeit) darge- lich, bei denen z. B. Installationsphasen
gen und frei wählbare Perzentile berech- stellt. Die Abbildung 2 zeigt beispielhaft mit variablen Anforderungen an Grenz-
net werden. Perzentile über 50 % bedeu- Ergebnisse für die mittlere Eintritts- werte, Zeitfenster und Standorte berück-
ten hierbei eine konservativere Annahme, wahrscheinlichkeit (Median, P50) von sichtigt werden.
d. h. weniger Wetterfenster und mehr Wetterfenstern mit einer Dauer von 12
Ausfallzeiten. Stunden. Dabei wurden Grenzwerte der Die optimierten Persistenz-Analysen von
signifikanten Wellenhöhe von 1 bis 6 m DHI-WASY bieten somit eine solide Grund-
Die saisonalen Ergebnisse der Persistenz- berücksichtigt. Standardmäßig wird die lage zur sicheren, realistischen und effekti-
http://www.dhigroup.com
/Publications/~/media/Pu
Analyse werden in Grafiken und Tabellen Auswertung für konstante Bedingungen ven Planung von Offshore-Einsätzen.
blications/Offshore_Rene als absolute Anzahl an Tagen/Stunden angeboten. Zukünftig ist aber auch eine
wables_DHI_Ref_List.ashx oder als Prozentzahl für jeden ausgewerte- Analyse von sequenziellen Arbeiten mög- FLORIAN LADAGE
CONSULTING FÜR HÄFEN
Planungshilfen für ein integriertes Hafenmanagement
Hafenkapazitäten werden durch die Inten- morphologischen Veränderungen in Bau-
sivierung des Welthandels und die Erhöh- werksbereichen wie Sperrwerken oder
ung des Energieverbrauchs kontinuierlich Hafenbecken ist bei Verfügbarkeit ausrei-
vergrößert. Die Größe und die Anzahl der chender Messdaten heute hochauflösend
anlaufenden Schiffe erhöhen sich bestän- möglich.
dig, wodurch auch die Anforderungen an
die Häfen und deren Wasserstraßen ver- Mit gekoppelten ökologischen und hydro-
schärft werden. Da vielerorts die Möglich- dynamischen Modellansätzen können zu-
keiten zu Vertiefungen und umfangrei- sätzlich Aussagen über die Sauerstoffzeh-
chen Erweiterungen bereits ausgereizt rung durch Baggerungen bzw. Verklap-
sind, stehen heutzutage Vorhaben zu einer pungen getroffen werden. Auch die
Abb. 1: Hafen in
Bremerhaven (Quelle:
Optimierung und einem integrierten Ausbreitung von sedimentgebundenen
Oliver Stoschek) Hafenmanagement im Vordergrund, bei Schadstoffen kann mit diesen gekoppelten
dem wasserwirtschaftliche, umweltrecht-
liche und wirtschaftliche Anforderungen • Online Vorhersage und Entscheidung-
aufeinander abgestimmt werden müssen. Unterstützungssysteme (DSS: Decision
Support Systems) für maßgebliche nau-
Derartige Optimierung und integrierte tische Größen wie Strömung, Wasser-
Betrachtungen sind durch die Kombina- tiefe und Wellen in Wasserstraßen und
tion von Fachkennnissen und den Einsatz deren Häfen, sowie Planungshilfen bei
verbesserter numerischer und operationel- Katastrophenschutzstrategien.
ler Methoden möglich. So lassen sich
heute verschiedene Interaktionen zwi- SEDIMENTMANAGEMENT
schen physikalischen Prozessen abbilden,
wie z. B.: Tidebeeinflusste Häfen und Schifffahrts-
wege sind durch Sedimentation insbeson-
• Optimierung von Bauabläufen und dere in den strömungsarmen Bereichen
Unterhaltungsstrategien durch eine in- betroffen. Ist dies der Fall, müssen Millio-
tegrierte Betrachtung von Baggerungs- nen von Tonnen pro Jahr gebaggert wer-
abläufen, Sedimentfreisetzungen, Sedi- den. Eine Quantifizierung der Auflandung
menttransport und Hydrodynamik. von Schifffahrtswegen und Häfen und
• Optimierung von Vertäukonzepten und Aussagen zur Wirksamkeit und Nach-
Erfassung von Schiffsbewegungen auf haltigkeit von Baggermaßnahmen sind
der Basis wechselwirkender Einflüsse entscheidende Grundlagen, um die
zwischen Hydrodynamik, schiffsindu- Planung von Unterhaltungsstrategien zu
Abb. 2: Danziger Hafen
(Quelle: Oliver Stoschek) zierten Wellen und Wind. verbessern. Aber auch die Erfassung von
5. 1/2013 CONSULTING 5
CONSULTING FÜR HÄFEN
Modellansätzen bestimmt und somit um- kann die Einhaltung nautischer Sicher-
weltrelevante Fragen beantwortet werden. heitsvorgaben auf der Basis gegebener
oder zukünftiger Belastungen geprüft und
Beispielhaft stehen hierfür unterstützende Empfehlungen für optimierte Vertäuungs-
Studien von DHI-WASY zum Sediment- strategien gegeben werden. Diese Opti-
management für Hafenbehörden und die mierungen wurden bereits für zwei
Wasserstraßenverwaltung mit denen Un- Hafenstandorte durchgeführt.
terhaltungsmaßnahmen optimiert und
Umweltauswirkungen minimiert wurden. ENTSCHEIDUNGS-UNTERSTÜTZUNGS-
SYSTEME FÜR HÄFEN
VERTÄUUNG UND
SCHIFFSBEWEGUNGEN Neben der klassischen Optimierung des
hydraulischen Hafendesigns in Form mög- zukünftige hydrodynamische Geschehen Abb. 3: Wellenbrecher
(Quelle: Monika Donner)
Bei dem durch kürzere Liegezeiten zukünf- lichst geringer Einwirkungen aus Wellen, im Hafen, sondern unterstützen beim wei-
tig erhöhten Aufkommen von Schiffs- Querströmungen und Sedimenteintrag im teren Entscheidungsprozess.
Interaktionen zwischen fahrendem und Hafen steht immer häufiger die Frage
ruhendem Verkehr sind Optimierungen nach optimierten nautischen Abläufen im Derartige Decision Support Systeme fin- Kontakt:
für die Vertäuung und die Gewährleistung Vordergrund. Hierbei können je Schiffstyp den auch Anwendung für die Einsatz- DHI-WASY GmbH
Niederlassung Syke
eines sicheren Verladeprozesses wesentli- verschiedene Betriebszeitfenster genutzt planung bei Katastrophenfällen, z. B. bei
Max-Planck-Str. 6
che Aspekte. Hierzu werden heute bereits oder nicht genutzt werden. Um soge- Leckagen an Behältern mit wassergefähr- 28857 Syke
integrierte Wellen-Schiffsmodellansätze nannte Ausfallzeiten rechtzeitig zu ken- denden Stoffen. Den Hintergrund bilden Deutschland
Tel. 04242 1638-0
genutzt, um Schiffsbewegungen über län- nen, wurden in Zusammenarbeit mit hierzu entsprechende hydrodynamischge- www.dhi-wasy.de
gere Zeiträume naturnah darzustellen. Hafenbehörden Vorhersagesysteme u. a. koppelte Ausbreitungsmodellansätze, mit
Ergebnis dieser neuen Ansätze sind nicht für Strömungen in Häfen entwickelt. Die dessen Hilfe Katastrophenschutzstrategien
nur die schiffsinduzierten Wellen der pas- zugehörigen Entscheidungs-Unterstüt- geprüft und verbessert werden können.
sierenden Schiffe, sondern auch die Be- zungssysteme (Decision Support Systems)
wegung liegender Schiffe und die resultie- halten nicht nur Daten der Vergangenheit MONIKA DONNER, FLORIAN LADAGE,
renden Kräfte auf die Vertäuung. Folglich vor und geben einen Ausblick auf das ANJA BRÜNING, ARNE HAMMRICH
FLIESSGESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN
Gewässerentwicklungskonzept für Karthane, Cederbach und
ausgewählte Nebengewässern (Prignitz)
Im Rahmen der Zusammenarbeit mit der südwestlicher Richtung über Bad Wilsnack
Freien Planungsgruppe Berlin und p2m nach Wittenberge, wo sie unmittelbar vor
Berlin bei der Erstellung des Gewässer- der Elbe in den Karthanesee und den
entwicklungskonzeptes für die Karthane Hafen von Wittenberge mündet (vgl.
(im Auftrag des Landesamtes Umwelt, Abbildung 1). Insgesamt hat sie bis zu
Gesundheit und Verbraucherschutz Bran- ihrer Mündung eine Lauflänge von rd. 59
denburg) führte die DHI-WASY GmbH im km. Der Mittelwasserabfluss (MQ) der
Juli 2012 Fließgeschwindigkeits- und Ab- Karthane liegt bei 1,35 m³/s am Pegel Bad
flussmessungen durch. Ziel war es, die Wilsnack (Pegelkz. 59305.0) im Unterlauf
Karthane und ihre natürlichen Nebenge- der Karthane. Typisch für das Abfluss-
wässer in ihrem hydrologischen Zustand geschehen an der Karthane sind winterli-
während des Sommerhalbjahrs zu bewer- che Phasen mit einem erhöhten Abfluss,
ten. Die Karthane entspringt etwa 8 km während in den Sommermonaten der
südlich von Pritzwalk im Brandenburger Abfluss deutlich reduziert ist. Die mittlere
Landkreis Prignitz. Von dort aus fließt sie in Abflussspende, basierend auf dem MQ am Abb. 1: Einzugsgebiet der Karthane mit seinen natürlichen Fließgewässern
6. 6 CONSULTING 1/2013
FLIESSGESCHWINDIGKEITSMESSUNGEN
Pegel Bad Wilsnack, beträgt 4,66 l/(s*km²) Karthane, aber auch für die ausschließlich
und liegt somit im regionaltypischen durch Landwirtschaft geprägten Neben-
Bereich. gewässer sehr groß (Klasse „schlecht“).
Etwas differenzierter sind die Ergebnisse
In einer 9-tägigen Messkampagne wurden für den Cederbach (größter Nebenfluss)
insgesamt 707 Fließgeschwindigkeits- und die Beek (Zufluss im Oberlauf) zu
messungen (eine Messung im Stromstrich betrachten. Hier überlagern die guten
des Gewässers) und 19 Abflussmessungen Ergebnisse aus den naturnahen Ober-
durchgeführt. Eingesetzt wurden hierfür Abb. 3: Erscheinungsbild der Karthane im Unterlauf läufen den schlechten Zustand der
– stark begradigt und reguliert. (Foto: Mike Ramelow, Gewässer im Mittel- und Unterlauf
4.7.2012)
(Zustandsklasse „befriedigend“). Trotz-
wobei die Klasse 1 einem „sehr guten” dem zeigt sich auch hier die Notwen-
und die Klasse 5 einem „schlechten“ digkeit des Handelns zur Verbesserung des
Zustand entspricht. Zielklasse für die aktuellen Zustandes. Lediglich im Oberlauf
Gewässer nach EG-WRRL ist die Klasse 2 der Karthane besteht aktuell kein
(„guter“ Zustand). Jedoch überwiegt im Handlungsbedarf zur Verbesserung des
restlichen Fließverlauf der mäßige bis hydrologischen Zustandes (Klasse „gut“).
schlechte Zustand. Für den Unterlauf, der
in seiner Dynamik auf Grund einer Vielzahl Es bleibt bei aller Notwendigkeit von
von Wehren zur Regulierung der Wasser- Handlungsstrategien immer zu berück-
stände vollkommen eingeschränkt ist, sichtigen, inwieweit sich notwendige
konnte lediglich die Zustandsklasse Anpassungsmaßnahmen auf die unter-
„schlecht“ zugewiesen werden (vgl. Ab- schiedlichen Nutzer der an die Gewässer
bildung 3). Auf Grund
der starken landwirt-
schaftlichen Prägung
Abb. 2: Vorbereitung drei verschiedene Messgeräte: Nautilus des Einzugsgebietes
zur Fließgeschwindig-
keitsmessung mit dem
und QLiner der Firma OTT sowie der Flow und der damit einher-
QLiner. (Foto: Saskia Mate der Firma Seba. Nautilus und Flow gehenden Stauregu-
Petersen, HU-Berlin,
6.7.2012)
Mate wurden bis zu Gewässertiefen von lierung weisen auch die
rd. 1 m verwendet. Für Abschnitte mit Nebengewässer der
größeren Tiefen wurde der QLiner genutzt Karthane nur Fließ-
(vgl. Abbildung 2). Die Messung der ge schwin dig keitszu -
Fließgeschwindigkeit erfolgte in Abstän- standsklassen von „mä-
den von 100 bis 800 m, während für die ßig“ bis „schlecht“ auf.
Abflussmessung im Vorfeld neuralgische Lange begradigte Ab-
Stellen im Untersuchungsgebiet ermittelt schnitte mit einer sehr Abb. 4: Unterlauf des Cederbaches – begradigt und stark verkrautet. (Foto:
Mike Ramelow, 3.7.2012)
wurden. In den Nebengewässern wurde stark verkrauteten Soh-
jeweils vor der Mündung in die Karthane le prägen das Bild der Karthane und ihrer angrenzenden Bewirtschaftungsflächen
gemessen. In der Karthane wurde jeweils Nebengewässer (vgl. Abbildung 4). auswirken. Jedoch ist auch klar, dass es
ober- und unterhalb der einmündenden ohne Auswirkungen auf den einen oder
Gewässer sowie an repräsentativen Stand- Die Auswertung der Abflussmessungen anderen Betroffenen zu keiner signifikan-
orten im Oberlauf gemessen. bestätigte die Ergebnisse der Fließge- ten Verbesserung des hydrologischen
schwindigkeitsmessungen, jedoch konn- Zustandes an der Karthane und ihrer
Das Ergebnis zeigte ein sehr heterogenes ten die Ergebnisse nicht für die Bestim- Nebengewässer kommen wird.
Bild der Zustandsklasse der Fließgeschwin- mung der hydrologischen Zustandsklasse
digkeit. So konnte insbesondere für den genutzt werden. Somit beruht die Ermitt-
Oberlauf der Karthane ein guter und zum lung der hydrologischen Zustandsklasse Literatur
EG-WRRL (2000): RICHTLINIE 2000/60/EG DES
Teil auch sehr guter Zustand (5 Zu- einzig auf den Fließgeschwindigkeitszu- EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES
standsklassen nach EG-WRRL, wobei 1 = standsklassen der einzelnen Abschnitte. vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ord-
sehr gut und 5 = schlecht) festgestellt wer- Aus der ermittelten Zustandsklasse ergibt nungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft
im Bereich der Wasserpolitik. – ABl. L 327 vom
den. Der Zustand eines Gewässerab- sich für die einzelnen Gewässer ein poten- 22.12.2000, S. 1.
schnittes hinsichtlich verschiedener hy- tiell notwendiger Handlungsbedarf im
draulischer und hydrologischer Parameter Sinne der Zielerreichung der WRRL. Dieser MIKE RAMELOW, JUTTA NOWAK,
lässt sich ebenfalls in fünf Klassen einteilen, ist insbesondere für den Unterlauf der THOMAS KOCH
7. 1/2013 CONSULTING 7
GRUNDWASSERMODELL ESFAHAN, IRAN
Übernutzung von Wasserressourcen frühzeitig erkennen und gegensteuern
SITUATION gedeckt. Die über 41.000 Brunnen, 5.500 Prozess korrekt abbilden zu können, wird
Quellen und 2.200 Qanate (eine traditio- neben dem WWT und dem GWM ein
Das Einzugsgebiet (EZG) des Flusses nelle Form der Wasserförderung, bei der Niederschlags-Abfluss-Modell (NA-Mo-
Zayandeh Rud ist Teil des Gav Khuni EZGs horizontale Schächte in den Berg gegra- dell) aufgebaut. Alle drei Modelle werden
(Abbildung 1). Dieses erstreckt sich im ben werden, um Grundwasser aus höhe- parallel miteinander kalibriert. Dabei wird
Zentrum des Irans auf einer Fläche von ca. ren Bergregionen zu gewinnen) fördern das auf dem Programm SWAT basierende
41.000 km² und ist Teil eines der indus- ein Gesamtvolumen von ca. 4 Milliarden NA-Modell von den iranischen Partnern
triell und landwirtschaftlich bedeutends-
ten Provinzen des Landes.
Seit den 90er Jahren steigt neben der
Bevölkerungsdichte die landwirtschaft-
liche und industrielle Nutzung der Was-
serressourcen erheblich an, während
gleichzeitig die Grundwasserstände sin-
ken. Diese Übernutzung der Wasserres-
sourcen zeigt sich beispielsweise daran,
dass der seit 1972 durch den Zayandeh
Rud Staudamm fast vollständig bewirt-
schaftete Fluss Zayandeh Rud über weite
Strecken vollständig austrocknet (Abbil-
dung 2), und dass das Wasser des Flusses
weder qualitativ noch quantitativ aus-
reicht, um das an der Mündung liegende
empfindliche Ökosystem im Bereich des
Salzsees Gavkhuni aufrecht zu erhalten.
WASSERWIRTSCHAFTLICHER
HINTERGRUND UND MODELLE
Das bereits in der DHI-WASY Aktuell
4/2010 beschriebene Hauptmodul für das
Gesamtprojekt IWRM Esfahan (ein vom
BMBF gefördertes Forschungsprojekt mit
dem Förderkennzeichen 02WM1180)
wurde aufgrund der Komplexität zwi-
schen Oberflächenwasser-Grundwasser-
Interaktion um einen Folgeantrag er-
weitert. Um das im Rahmen des Abb. 1: Gav Khuni Einzugsgebiet, Teil der Provinz Esfahan im Zentrum der Islamischen Republik Iran mit 21
Teileinzugsgebieten und der Verbreitung des Grundwasserleiters
Gesamtprojektes aufgebaute Wasser-
managementtool (WWT) auf Basis eines m³/Jahr. Dem gegenüber steht eine Ab- aufgebaut. Zu diesen gehören u. a. die
MIKE Basin Modells zu unterstützen, gabe des Zayandeh Rud Staudammes in Regionale Wasserbehörde (Water Board),
wurde ein Grundwassermodell (GWM) den Fluss von etwa 1,4 Milliarden m³/Jahr. die Technische Universität in Isfahan (IUT)
mit FEFLOW aufgebaut. Dieses soll die Die effektive Regenmenge im EZG beträgt und das Energie-Ministerium, welches den
zeitlich und räumlich stark variablen Zu- ca. 2,2 Milliarden m³/Jahr, von denen ca. Wasserbehörden übergeordnet ist. Auf
und Abflüsse aus dem Fluss ins 0,5 Milliarden m³/Jahr als Grundwasser- deutscher Seite arbeiten, neben DHI-
Grundwasser abbilden. Dabei kommt dem neubildung den Grundwasserhaushalt WASY, das Institut für sozial-ökologische
GWM eine besondere Bedeutung zu, stützen. Der überwiegende Anteil fließt Forschungen (ISOE), das Institut für Res-
denn mehr als 75 % des Wasserbedarfes in oberirdisch ab oder wird lokal durch sourcenmanagement (inter3) und P2M
der Region werden durch Grundwasser Pflanzen aufgenommen. Um diesen Berlin im Gesamtprojekt mit.
8. 8 CONSULTING 1/2013
GRUNDWASSERMODELL ESFAHAN
Gesamtförderung im Teileinzugsgebiet auf-
geteilt. Ein Ausschnitt des aus vier
Schichten aufgebauten 3D-Grundwasser-
modells ist in Abbildung 3 dargestellt.
Die Grundwasserneubildung im Modell-
gebiet wird ebenfalls durch das NA-
Modell bereitgestellt und kann direkt in
das GWM übernommen werden. Der
Anteil des im Kreislauf geförderten und
genutzten Grundwassers aus der Land-
wirtschaft („return flow“) kann durch das
WWT anhand des optimalen Pflanzen-
verbrauches, Bodenparametern und der
Bewässerungstechnik ermittelt und über
eine direkte Zuweisung im GWM berück-
sichtigt werden.
AUSBLICK
Durch das WWT können multiple Ver-
teilungs- und Nutzungsproblematiken auf
einem GIS basierenden Softwarepaket auf
Einzugsgebietsebene simuliert werden.
Abb. 2: Flussbett des EINGANGSDATEN Grundwassers. Um dies zu gewährleisten, Verteilungsprobleme für Grund- und
Zayandeh Rud an der
Si-o-se Pol Brücke in wurden die Volumenströme in und aus Oberflächenwasser können so frühzeitig
Esfahan Für die Grundwassernutzung stehen mo- dem GWM in Übereinstimmung mit den erkannt und Gegenmaßnahmen ergriffen
natliche Förderraten auf Teileinzugsge- SWAT Ergebnissen als Zustromrandbe- werden. Lokale Zu- und Abströme vom
bietsebene zur Verfügung. Die Teilein-
zugsgebiete und die Verbreitung des
Grundwasserleiters sind in Abbildung 1
dargestellt. Das GWM deckt nahezu den
gesamten Grundwasserleiter im EZG des
Zayandeh Rud ab. Aus dem NA-Modell
stehen derzeit 370 untergeordnete SWAT
EZG zur Verfügung, die den größten Teil
des GWMs abdecken und den 21 Teil-
einzugsgebieten zugeordnet wurden.
Für die Modellkalibrierung des GWM kann
auf über 400 Grundwassermessstellen
zurückgegriffen werden. Die quasi statio-
näre Kalibrierung erfolgt anhand der
Periode 1990 – 1999, während der Zeit-
raum 2000 – 2009 für die Validierung und
Abb. 3: Ausschnitt aus dem Grundwassermodell, welches den Fluss Zayandeh Rud, die vier unterschiedlichen
Berechnungen von Szenarien gewählt Schichten und die Verteilung der Grundwassernutzung im Modellgebiet zeigt (50-fache Überhöhung)
wurde. Für die Integration des Flusses im
Das diesem Bericht zu-
Grundwassermodell stehen sechs Pegel dingung (4. Art) definiert, anstatt Fest- Oberflächenwasser ins Grundwasser kön-
grundeliegende Vorhaben mit täglichen Messungen über die letzten potenziale als Randbedingungen (1. Art) zu nen mit dem kalibrierten und an das
wird mit Mitteln des
Bundesministeriums für
zehn Jahre zur Verfügung. verwenden. Um die räumliche Verteilung jeweilige zu untersuchende Verteilungs-
Bildung und Forschung der Grundwassernutzung im GWM korrekt szenario angepasste GWM detailliert
unter dem Förderkenn-
zeichen 02WM1180 ge-
LÖSUNGSBESCHREIBUNG abbilden zu können, wurden die Förde- berechnet werden. Die Ergebnisse fließen
fördert. Die Verantwor- rraten aller Brunnen, Quellen und Qanate in das WWT ein.
tung für den Inhalt dieser
Veröffentlichung liegt bei
Die Herausforderung des GWM liegt in der auf ein Raster mit einer Zellengröße von SEBASTIAN SKLORZ,
den Autoren. volumetrisch korrekten Beschreibung des 1 km² aufsummiert und prozentual auf die BERTRAM MONNINKHOFF
9. 1/2013 CONSULTING 9
IWRM SOUTH AFRICA
Integriertes Wasserressourcenmanagement in der Projektregion
„Mittlerer Olifants”, Südafrika, Phase 2
BEWUSSTSEINSFÖRDERUNG dells auf Basis von MIKE Basin durch DHI- des integrierten Wassermanagements be-
DURCH BILDUNGSSPIELE WASY. gonnen. Das Spiel wird den Anwendern im
Webbrowser zur Verfügung stehen und
Das BMBF hat im Rahmen seines For- Das Modell soll darüber hinaus auch als basiert serverseitig auf einem MIKE BASIN
schungsprogramms zur integrierten Was- Basis für flankierende Aktivitäten zum loka- Modell. Die Eingaben werden mittels Web-
serbewirtschaftung (IWRM) ein neues len capacity development dienen. Schu- services an den MIKE Basin Server weiter-
Projekt in Südafrika initiiert. Die Feder-
führung des Verbundprojektes hat das
IEEM – Institut für Umwelttechnik und
Management an der Universität Witten/
Herdecke gGmbH übernommen. DHI-
WASY ist mit einem eigenen Teilprojekt für
die Wasserbewirtschaftungsmodellierung,
den Aufbau eines zeitlich/räumlichen Infor-
mationssystems und den Aufbau eines
Serious Games zu Fragen der Wasser-
bewirtschaftung verantwortlich.
lungs-, Fortbildungs-, Trainingsmaßnah- geleitet. Hauptaufgabe des Servers ist die Abb. 1: Das interaktive
Bildungsspiel Aqua
Das Projektgebiet umfasst das Flussein- men und Bildungsspiele sollen helfen, das Ausführung des Wassermanagementmo- Rebublica
zugsgebiet des „Mittleren Olifants” nord- Bewusstsein zu fördern und die kontinuier- dells MIKE Basin auf Basis eines vereinfach-
östlich von Pretoria. Wasserintensive Nutzer liche Verbesserung des vorhandenen Wis- ten Modellaufbaus. Ein Prototyp des Spiels
wie Bergwerke, Bewässerungslandwirt- sens zu mehr Partizipation und „Owner- wurde bereits auf dem Kick-Off-Meetings
schaft und Haushalte schnell wachsender ship” der lokalen Akteure herbeiführen und 14./15.11.2012 in Pretoria, Südafrika vor-
Siedlungen prägen diese wasserarme zur Nachhaltigkeit der geplanten IWRM- gestellt. Für 2013 ist, neben der Per-
Region. Die ökologische Bedeutung des Maßnahmen beitragen. formance-Optimierung, eine Erweiterung
Olifants-Flusses ist mit erheblichen touristi- des Spiels hinsichtlich spezifischer wasser-
schen Werten verbunden (Krüger National- Die Entwicklung eines auf dem Einzugs- wirtschaftlicher und geografischer Entitäten
park). Durch Integriertes Wasserressourcen- modell des Mittleren Olifants basierenden des Mittleren Olifants geplant. Im Rahmen
management soll eine nach Menge und interaktiven pädagogischen Bildungsspiels des Projektes wird das sich zurzeit durch
Das diesem Bericht zu-
Güte nachhaltige Bewirtschaftung der vor- (water game) soll diesen Ansatz auf spiele- DHI-WASY GmbH in der Entwicklung befin- grundeliegende Vorhaben
wird mit Mitteln des
handenen Wasserressourcen zur Sicherung rische Weise unterstützen. dende MIKE Basin Modell des Mittleren
Bundesministeriums für
der sozialen und wirtschaftlichen Entwick- Olifants verwendet. Bildung und Forschung
unter dem Förderkenn-
lung sowie der Funktionsfähigkeit lebens- Im Rahmen des Projektes wurde im Jahr
zeichen 033L048 C ge-
wichtiger Ökosysteme geleistet werden. 2012 deshalb die Weiterentwicklung eines KAI CLAUSSEN, MANFRED LIERMANN, fördert. Die Verantwor-
tung für den Inhalt dieser
Vorgesehen hierfür ist u. a. der Aufbau eines mit Hilfe von UNEP-DHI konzipierten BERTRAM MONNINKHOFF, MIKE RAMELOW,
Veröffentlichung liegt bei
detaillierten Wasserbewirtschaftungsmo- Spieles zur Verdeutlichung der Problematik ROLF TIMMERMANN den Autoren.
10. 10 SOFTWARE 1/2013
WBalMo 4.0
Produktpräsentation und Workshop
Im Frühjahr wird die neue Version des • WBalMo 4.0 stellt sich als Multi- • WBalMo 4.0 ist OpenMI-kompatibel:
Bewirtschaftungsmodells WBalMo veröf- Dokumentenarchitektur dar. Modelle Für die Kopplung mit anderen OpenMI-
fentlicht. Aus diesem Anlass findet für können zu Projekten zusammengefasst kompatiblen Modellen steht eine
Lizenznehmer und Interessenten eine werden. Modelle werden dabei bevor- Schnittstelle zur Verfügung, an der
Informationsveranstaltung mit Work- zugt im XML-Format gespeichert. WBalMo-Modellobjekte veröffentlicht
shop am 17. April in Dresden statt. • Anstelle des „starren“ Periodenkonzep- werden können. (www.OpenMI.org)
Funktionalität und Handhabung der tes (der Bilanzzeitraum wird in gleich • Die mögliche Länge der Simulations-
Software wird dabei an ausgewählten lange Abschnitte geteilt) werden nun- rechnung wurde erheblich vergrößert.
Beispielen laufender Projekte gezeigt. mehr variable Daten als echte Zeitreihen 30.000 Realisierungen (d. h. 30.000-
Weitere Schwerpunkte sind die Migration verstanden. faches Überstreichen des Zeithorizontes)
von Modellen vorangegangener Versio- • Die Methodik der modellspezifischen oder die Anwendung für einen Zeit-
nen in WBalMo 4.0 sowie ein Überblick Anpassung über sogenannte dynami- horizont von deutlich über 100 Jah-
des Arbeitsfeldes der Wasserbewirtschaf- sche Elemente wurde weiterentwickelt ren stellen kein Problem mehr dar.
tung bei DHI und DHI-WASY. und verallgemeinert. Derzeit unterstützt
WBalMo die Programmiersprachen Rechnen Sie mit WBalMo 4.0 ab April
WBalMo 4.0 ist ein selbständig laufendes Fortran und C#. Bei Bedarf können 2013.
Produkt, das auf die .NET Umgebung Weitere folgen.
aufsetzt. Es ist auf aktuellen Windows- • Als neuer Ergebnistyp können nun auch
Versionen lauffähig und nicht mehr, wie Perzentile von Modellzuständen regis- Informationsveranstaltung
die bisherigen Versionen, eine ArcView- triert und ausgegeben werden. mit Workshop
GIS-Erweiterung. Ebenso wenig ist nun- • Alle Standard-Ergebnisausgaben erfol- Businesspark Dresden
mehr für die Simulationsrechnung ein gen als XML-Datenbankdateien. Neben Bertolt-Brecht-Allee 22-24
Compiler erforderlich. Neben der be- den in WBalMo integrierten Werkzeu- 01309 Dresden
währten Funktionalität sowohl des Kern- gen zur Ergebnisdarstellung (Tabellen 17. April 2013, 10 – 16 Uhr
modells als auch der Software selbst und Diagramme) kann dieses Format
wurde im Rahmen von Redesign und auch mit Tabellen- und Datenbank-
Implementierung eine Reihe neuer Fea- software analysiert und weiterverarbei- MICHAEL REDETZKY
tures geschaffen: tet werden.
NEUIGKEITEN
DHI-WASY BEARBEITET PROJEKTE
zum diffusen Nährstoffeintrag für die FGG Elbe und die IKSO
Wir haben bereits in früheren Ausgaben gewässer mit den Nährstoffen Stickstoff Bei der Anpassung der Datengrundlagen
über unsere Softwareentwicklungsleistun- und Phosphor ist in beiden Flusseinzugs- auf die aktuellen Zeiträume wird auch das
gen zur Version 3.0 des vom Institut für gebieten trotz Anstrengungen zur Redu- durch uns programmierte Softwaremodul
Gewässerökologie und Binnenfischerei zierung weiterhin zu hoch. zum Pre-Processing (MONERIS-Import-
(IGB) entwickelten Nährstoffeintragsmo- Werkzeug) zur Erleichterung der umfang-
dells MONERIS berichtet. Neben der Für eine Evaluierung der Wirkung bereits reichen Bearbeitung der Eingangsdaten
Fortsetzung dieser Aktivitäten arbeiten wir eingeleiteter Maßnahmen in der Zukunft angewendet. Beide Projekte werden im
mit dem IGB aktuell in zwei Consulting- sowie der Untersuchung weiterer flankie- Herbst 2013 abgeschlossen sein; wir wer-
Projekten für die Flussgebietsgemeinschaft render Maßnahmen werden Modellberech- den Sie ebenfalls an dieser Stelle über die
Elbe (FGG Elbe) und die Internationale nungen mit der aktuellen Softwareversion Ergebnisse ausführlich informieren.
Oderkommission (IKSO) zusammen. Die MONERIS 3.0 und auf einer aktuellen und
Belastung der zugehörigen Oberflächen- verbesserten Datengrundlage erfolgen. ANTJE BECKER
11. 1/2013 NEUIGKEITEN 11
DHI-WASY ERHÄLT AUFTRAG
zur Hochwasserrisiko-Managementrichtlinie vom NLWKN
DHI-WASY wurde im Dezember 2012 vom hydraulischen Berechnungen zu den Gefahren. Diese Karten können aufgrund
NLWKN (Niedersächsischen Landesbe- Binnengewässern (durchgeführt von der dafür durchgeführten Programmier-
trieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und unterschiedlichen Ingenieurbüros) einheit- leistungen in diesem Projekt relativ ein-
Naturschutz) beauftragt als Dienstleistung lich aufgearbeitet und zusammengeführt. fach, schnell und kostengünstig modifi-
die Zusammenführung der Gefahrenkar- Für die risikobehafteten Küstenbereiche ziert und adaptiert werden.
ten und zentrale Erstellung der Risiko- erfolgen die Berechnungen bzw. Analysen
karten zur Umsetzungen der HWRM-RL für im Rahmen des Auftrags durch DHI-WASY. SIMONE MCCURDY
ganz Niedersachsen durchzuführen.
Ergebnis des Projektes ist u. a. ein Satz von
Für die Erstellung der Gefahren- und einheitlichen Karten zum Hochwasser-
Risikokarten werden die Ergebnisse der risiko und den davon ausgehenden
GEOCOM VERKAUFT MIKE URBAN NEUER MITARBEITER
Seit mehreren Jahren unterhält DHI-WASY unter anderem der Seit dem 1. Januar 2013 verstärkt Björn
mit der Geocom in der Schweiz eine Wassernetze und der Onno Kaiser den FEFLOW-Support im
Partnerschaft. Diese basiert auf der Siedlungsentwässerung. Dafür reicht heut- Groundwater Modelling Centre.
Grundlage ähnlicher Unternehmenskultu- zutage eine einfache Netzdokumentation
ren, mit ArcGIS der gleichen technologi- nicht mehr aus. Ein ganzheitlicher Ansatz Björn Onno Kaiser hat sich mit verschie-
schen Plattform und dem identischen beinhaltet neben der Dokumentation in denen Aspekten der Modellierung von
Kundensegment. Gemeinsame Referenz- einem Generalentwässerungsplan, regel- physikalischen Pro-
projekte haben in der Vergangenheit diese mäßige Inspektionen und die Möglichkeit zessen sowohl in der
Partnerschaft zusätzlich gestärkt. Auf die- auf der Grundlage von hydraulischen Wissenschaft als
ser Erfolgsgeschichte aufbauend besitzt Modellierungsergebnissen Entscheidun- auch in der Inge-
die Geocom seit September 2012 die gen für die Zukunft zu treffen. Hierzu bie- nieurpraxis beschäf-
Rechte in der Schweiz MIKE Urban im ten die beiden Softwarelösungen GEONIS tigt. Zurzeit stellt er
Auftrag der DHI-WASY zu verkaufen. SEW Hydraulik und MIKE Urban die not- seine Doktorarbeit
wendige Basistechnologie um diese An- an der Universität
Städte und Gemeinden kümmern sich um forderungen ganzheitlich und effizient Potsdam und am
den langfristigen Erhalt ihrer Infrastruktur, bearbeiten zu können. Deutschen GeoFor-
schungs Zentrum fertig. Das Thema sei-
ner Arbeit ist die Erkundung von gekop-
DHI-BÜRO IN WIEN pelten Wärmetransportmechanismen, die
die Bildung und Entwicklung von geo-
thermischen Energieressourcen im Nord-
ostdeutschen Becken auf einer regionalen
13 Jahre lang war Thomas Telegdy mit Darüber hinaus wird das Büro in Öster-
Skala kontrollieren.
einem eigenen Ingenieurbüro für DHI reich jetzt auch in den nicht urbanen
tätig, seit Januar firmiert er mit seinen drei Fachgebieten von DHI-WASY erster An-
Vor seiner Forschungsarbeit war er als
Mitarbeitern als DHI Österreich GmbH. sprechpartner sein, wie beispielsweise in
Projektingenieur im Bereich numerischer
den Bereichen Fließgewässermodelle,
Modellierung von Hochwasser und Sedi-
Das Team bringt vor allem auf den Ge- Grundwasser oder Vorhersagesysteme.
menttransport für wasserbauliche Frage-
bieten Wasserversorgung und Siedlungs-
stellungen tätig. Björn Onno Kaiser ist 31
entwässerung eine reiche Erfahrung mit, Schon heute zählen Städte wie Wien, Linz,
Jahre alt und hat Wasserwirtschaft an der
sowohl in der Softwarebetreuung, als Graz und Innsbruck zu den Auftraggebern
Universität Lüneburg am Campus Suder-
auch in der Projektabwicklung. An diesen von DHI Österreich. Mit Dutzenden
burg studiert.
Schwerpunkten wird festgehalten, zusätz- Gemeinden und Ingenieurbüros bestehen
lich soll das Wissen gemeinsam mit DHI- Partnerschaften in gemeinsamen Pro-
WASY in einem größeren Rahmen zur Ent- jekten oder Softwareverträgen.
faltung gebracht werden.
12. 12 NEUIGKEITEN 1/2013
RÜCKBLICK AUF DAS FACHKOLLOQUIUM DANKSAGUNG
Am 20.2.2013 fand das Fachkolloquium schaftlicher Projekte und unterstrichen das Ich danke allen, die mir anlässlich meiner
„Nachhaltige Wasserbewirtschaftung – ungewöhnliche Renommee des bisherigen Verabschiedung als DHI-WASY Geschäfts-
Methoden und Instrumentarien“ in Geschäftsführers. Es war eine in sich gelun- führer und dem Wechsel in den (Un-)
Berlin-Adlershof, anlässlich der Verab- gene und würdige Veranstaltung, die allen Ruhestand Wünsche und Geschenke zu-
schiedung von Prof. Dr. Stefan Kaden aus Beteiligten viel Spaß bereitet hat. An dieser kommen haben lassen, ganz herzlich.
der Geschäftsführung, statt. Mit über 100 Stelle sei den Organisatoren und Vortra- Ganz besonders danke ich den Teilneh-
Teilnehmern war der Hans-Grade-Saal bis genden für ihr besonderes Engagement mern an der Fachveranstaltung am
auf den letzten Platz gefüllt. Die vorhande- ganz herzlich gedankt. Herrn Prof. Dr. 20.2.2013. Beim Kinderhilfswerk PLAN
nen Kompetenzen von DHI-WASY wurden Kaden wünscht die gesamte Belegschaft INTERNATIONAL sind insgesamt mehr als
in eindrucksvollen Vorträgen von Mitarbei- alles Gute für die Zukunft. 1.200 € an Spenden eingegangen. Danke!
terinnen und Mitarbeitern vorgestellt. Die SIMON CHRISTIAN HENNEBERG STEFAN KADEN
Themenpalette umfasste die Wassermen-
genbewirtschaftung genauso wie den
Hochwasserschutz. Darüber hinaus wurde AKTUELLE SOFTWARE-VERSIONEN
ein Einblick in die komplexen Grund-
AKTUELLE DHI-WASY SOFTWARE AKTUELLE DHI SOFTWARE
wassermodellierungen gegeben und die
Abb. 1 – 3:
Fachkolloquium anläss- Verknüpfung von Grundwasser- und Ober- SOFTWARE VERSION MIKE by DHI: Release 2012 SP1
lich der Verabschiedung flächengewässermodellierung anhand von
von Prof. Dr. Stefan FEFLOW ®
6.1
Kaden am 20.2.2013 Fallbeispielen vorgestellt. Nicht zuletzt WGEO® 5.0 http://www.dhi-wasy.de/Software.aspx
in Berlin-Adlershof wurde verdeutlicht, dass bei aller Wasser- HQ-EX® 3.0
nutzung die Berücksichtigung ökologischer GeoFES 4.2
Aspekte zu nachhaltigen Lösungen führen WISYS® 3.6
kann. Mit Prof. Geiger, Prof. Grauer und Dr. Flood Toolbox 1.1
Wechsung berichteten langjährige Kollegen
® Eingetragene Warenzeichen der DHI-WASY GmbH
von Prof. Kaden über eine Vielzahl wissen-
THE ACADEMY
SCHULUNGS- UND VERANSTALTUNGSTERMINE 2013
DATUM SPRACHE SCHULUNGEN ORT
08. – 12. April Spanisch FEFLOW - Advanced Groundwater Modeling Distrito Federal, Mexiko
08. – 10. April Englisch FEFLOW - Introduction to groundwater modeling Calgary, AB, Kanada
11. – 12. April Englisch FEFLOW - Advanced Groundwater Modeling Calgary, AB, Kanada
22. – 24. April Englisch FEFLOW - Introduction to groundwater modeling Yokohama, Japan
25. – 26. April Englisch FEFLOW - Advanced Groundwater Modeling Yokohama, Japan
01. – 05. Juli Englisch FEFLOW – Advanced Groundwater Modeling Berlin
07. – 11. Oktober Englisch FEFLOW – Advanced Groundwater Modeling Berlin
04. – 08. November Deutsch FEFLOW – Advanced Groundwater Modeling Berlin
25. – 29. November Englisch FEFLOW – Advanced Groundwater Modeling Berlin
DATUM SPRACHE VERANSTALTUNGEN ORT
23. – 26. April Deutsch WASSER BERLIN INTERNATIONAL 2013 Berlin
27. – 29. Mai Deutsch vfdb Jahrestagung Weimar
04. – 06. Juni Deutsch Windforce 2013 Bremerhaven
12. – 14. Juni Englisch FEFLOW Down Under UGM Adelaide, Australien
11. – 12. September Deutsch MIKE by DHI Anwenderkonferenz Luzern, Schweiz
19. September Deutsch FLORIAN 2013 Karlsruhe
19. – 21. November Deutsch EWEA OFFSHORE 2013 (Stand 31 E1 in Halle 3.1.) Frankfurt