Berücksichtigung von Starkregen in der Niederschlagsstatistik

248-256

Artikel aus einer Zeitschrift

200204449

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 2018, 62(4) ; Jrg. 62 ; 4 (2018) , 248-256

Niederschlagsstatistik, Starkregen, bivariates statistisches Modell
Die Schätzung von Niederschlagsereignissen für gegebene Dauerstufen und Jährlichkeiten ist die Grundlage vieler wasserbaulicher Bemessungen der Kommunen, Länder und Verbände und ist durch das Merkblatt DWA A-531 geregelt. Dieses sieht eine Anpassung über die zweiparametrige Gumbel-Verteilung mit anschließendem Ausgleich über alle Dauerstufen vor. Das Vielfache Auftreten von Starkregenereignissen in den letzten Jahren lassen jedoch Zweifel aufkommen, ob dieses Modell die Starkregenereignisse gut beschreiben kann. Es wird daher die Erweiterung des Modells auf eine dreiparametrige Verteilungsfunktion sowie eine Optimierung der Parameter zur Erhaltung der Monotonie zwischen den Dauerstufen vorgeschlagen. Dies soll eine größere Flexibilität im Bereich der großen
Ereignisse ermöglichen. Statistische Tests und ein Vergleich beider Modelle mit den Beobachtungen zeigen, dass solch ein Modell dem klassischen Ansatz vorzuziehen ist und eine bessere Anpassung insbesondere im Bereich sehr großer Niederschlagsereignisse liefert. Dabei ist jedoch eine Abhängigkeit von den Dauerstufen zu beobachten, welche durch eine flexible Parameterschätzung berücksichtigt werden muss.
The estimation of precipitation events for given duration levels and annualities forms the basis of many water engineering designs. In Germany it is regulated by the technical guidelines DWA A-531. These guidelines recommend a fit of the two-parameter Gumbel distribution with subsequent assessment according to all duration levels. The frequent occurrence of heavy rain events during the last years nevertheless raises doubts concerning the ability of this statistical model to describe these frequencies well. Hence, the extension of this model by combination of a three-parameter distribution with an optimisation method of the parameters for the preservation
of monotonicity between duration levels is proposed. In this approach, the dependence between duration levels was considered by a flexible parameter estimation. The three-parametric distribution function provides a larger flexibility in the range of large events. Statistical tests as well as a comparison of both models with the observations imply that the new model should be preferred to the classical approach and delivers a better fit especially in the range of very high precipitation.
Keywords: Precipitation statistics, heavy rain events, bivariate statistical model