Process based regionalisation of low flows

Wien

2006

121 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

3-85234-089-6

8736

134575

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Verfahrens zur flächendeckenden Bestimmung der Niederwasserkenngröße Q95 in Österreich. Das Q95 ist jene Abflussmenge, die an 95% aller Tage überschritten wird. Das Verfahren sollte die vorhandenen Niederwasserdaten (lange und kurze Abflussreihen bzw. Abflussreihen nur in Nachbargebieten) bestmöglich kombinieren. Zur Entwicklung des Verfahrens werden mehrere Methoden anhand von Abflussdaten für 325 österreichische Einzugsgebieten mit einer Gebietsfläche von 7 bis 963 km2 mittels Kreuzvalidierung verglichen. Ein erster Vergleich zeigt, dass die Verwendung der Niederwassersaisonalität zur Klassifikation der Einzugsgebiete in Regionen eine Verbesserung der Genauigkeit eines Regressionsmodells zwischen Niederwasserabfluss und Gebietskenngrößen gegenüber einem globalen Modell bewirkt, wenn für jede Region ein getrenntes Regressionmodell erstellt wird. Ein zweiter Vergleich zeigt, dass ein regionaler Regressionsansatz, der auf einer Gruppierung der Einzugsgebiete in acht Saisonalitätsregionen basiert, mit einer erklärten räumlichen Varianz von 70% eine wesentlich höhere Genauigkeit erzielt als Regressionsansätze, die auf alternativen Gruppierungen basieren (Residuenmustermethode, gewichtete Clusteranalyse, Regressionsbaum). Eine dritte Analyse erschließt die Information kurzer Abflussreihen für die Niederwasserschätzung. Kontinuierliche Abflussbeobachtungen über ein Jahr liefern genauere Werte als das beste Regionalisierungsverfahren, während Einzelmessungen deutlich ungenauere Werte als das beste Regionalisierungsverfahren ergeben. Die Analysen zeigen, dass Prozessverständnis jedenfalls zur Regionalisierung von Niederwasserkenngrößen beitragen kann, und damit eine genauere Ermittlung der Niederwasserabflüsse als mittels existierender Standardverfahren möglich ist. Die hier untersuchten Einzelmethoden werden schließlich zu einem Verfahren zur flächendeckenden Bestimmung der Niederwasserkenngröße Q95 für beobachtete und unbeobachtete Gebiete zusammengeführt. Das Verfahren besteht aus einem zeitlichen (klimatischen) Abgleich für kurze Abflussreihen, einer Gruppierung von Einzugsgebieten in acht Regionen mit ähnlicher Niederwassersaisonalität, einer regionalen Regression des Niederwassers mit Einzugsgebietskenngrößen, einem räumlichen Abgleich zur Einbeziehung lokaler Abflussbeobachtungen, und einer Methode zur Ermittlung der Unsicherheit der Rechenwerte. Das Ergebnis sind Karten der unteren und oberen Grenze des Vertrauensbereichs der Niederwasserspende für 21.000 Teileinzugsgebiete in Österreich. Durch die Summierung der Werte kann damit für jeder Flussprofil der Niederwasserkennwert Q95 angegeben werden.