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Umfassende hochwasserhydrologische Beurteilung ungemessener mesoskaliger Einzugsgebiete im schweizerischen Rheineinzugsgebiet durch prozess- orientierte Modellierung


Viviroli, Daniel; Weingartner, Rolf (2011). Umfassende hochwasserhydrologische Beurteilung ungemessener mesoskaliger Einzugsgebiete im schweizerischen Rheineinzugsgebiet durch prozess- orientierte Modellierung. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, 55(5):258-272.

Abstract

Zuverlässige Hochwasserabschätzungen für ungemessene Einzugsgebiete sind eine elementare Grundlage für einen modernen Hochwasserschutz. Bei den zur Zeit immer noch weit verbreiteten stochastischen und empirischen Schätzverfahren bestehen jedoch große Unsicherheiten, und neben dem ermittelten Spitzenabfluss sind keine weiteren Informationen verfügbar. Hier setzt die in diesem Artikel vorgestellte Schätzmethode an, welche auf die kontinuierliche Simulation von Abflussganglinien mit dem hydrologischen Modellsystem PREVAH aufbaut. Die so erhaltenen simulierten Abflussganglinien können mit konventioneller Extremwertstatistik ausgewertet werden und erlauben zudem eine umfassende hochwasserhydrologische Beurteilung, welche eine Einordnung der erhaltenen Schätzwerte ermöglicht. Es werden Resultate der Modellierung von 450 mesoskaligen und zumeist ungemessenen Einzugsgebieten des schweizerischen Rheineinzugsgebietes vorgestellt, was eine der räumlich bisher umfassendsten Anwendungen dieser Methodik darstellt. Die Resultate belegen, dass der neue Ansatz gute Ergebnisse liefert und die Palette der bestehenden Schätzverfahren wesentlich erweitern kann, wobei sich durch die Prozessorientierung interessante Möglichkeiten für Anwendungen eröffnen, etwa im Bereich von Klima- und Landnutzungsänderung oder für Worst-Case-Studien.
Reliable estimates of floods in ungauged catchments are indispensable prerequisites for modern flood protection. The stochastic and empiric estimation methods used today, however, exhibit considerable uncertainties and provide only peak-flow estimates. We introduce a procedure that aims at improving flood estimation through continuous simulations of long-term hydrographs with the hydrological modelling system PREVAH. The resulting simulated hydrographs are available for flood estimation by means of conventional extreme-value statistics and, moreover, they provide a basis for the comprehensive plausibility assessment of the results. We present results from 450 meso-scale and mostly ungauged catchments in the Swiss part of the River Rhine catchment. This is one of the first comprehensive applications of the continuous simulation approach at hourly time step. We show that the procedure achieves good results and is suitable for extending considerably the variability of the current estimation procedures. Thanks to the process orientation of the modelling system, additional promising applications become feasible, such as studies in climate and land-use changes or worst-case studies.

Abstract

Zuverlässige Hochwasserabschätzungen für ungemessene Einzugsgebiete sind eine elementare Grundlage für einen modernen Hochwasserschutz. Bei den zur Zeit immer noch weit verbreiteten stochastischen und empirischen Schätzverfahren bestehen jedoch große Unsicherheiten, und neben dem ermittelten Spitzenabfluss sind keine weiteren Informationen verfügbar. Hier setzt die in diesem Artikel vorgestellte Schätzmethode an, welche auf die kontinuierliche Simulation von Abflussganglinien mit dem hydrologischen Modellsystem PREVAH aufbaut. Die so erhaltenen simulierten Abflussganglinien können mit konventioneller Extremwertstatistik ausgewertet werden und erlauben zudem eine umfassende hochwasserhydrologische Beurteilung, welche eine Einordnung der erhaltenen Schätzwerte ermöglicht. Es werden Resultate der Modellierung von 450 mesoskaligen und zumeist ungemessenen Einzugsgebieten des schweizerischen Rheineinzugsgebietes vorgestellt, was eine der räumlich bisher umfassendsten Anwendungen dieser Methodik darstellt. Die Resultate belegen, dass der neue Ansatz gute Ergebnisse liefert und die Palette der bestehenden Schätzverfahren wesentlich erweitern kann, wobei sich durch die Prozessorientierung interessante Möglichkeiten für Anwendungen eröffnen, etwa im Bereich von Klima- und Landnutzungsänderung oder für Worst-Case-Studien.
Reliable estimates of floods in ungauged catchments are indispensable prerequisites for modern flood protection. The stochastic and empiric estimation methods used today, however, exhibit considerable uncertainties and provide only peak-flow estimates. We introduce a procedure that aims at improving flood estimation through continuous simulations of long-term hydrographs with the hydrological modelling system PREVAH. The resulting simulated hydrographs are available for flood estimation by means of conventional extreme-value statistics and, moreover, they provide a basis for the comprehensive plausibility assessment of the results. We present results from 450 meso-scale and mostly ungauged catchments in the Swiss part of the River Rhine catchment. This is one of the first comprehensive applications of the continuous simulation approach at hourly time step. We show that the procedure achieves good results and is suitable for extending considerably the variability of the current estimation procedures. Thanks to the process orientation of the modelling system, additional promising applications become feasible, such as studies in climate and land-use changes or worst-case studies.

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Other titles:Comprehensive flood-hydrological assessment of ungauged catchments in the Swiss part of the River Rhine basin by means of process-oriented modelling
Item Type:Journal Article, refereed, original work
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Geography
Dewey Decimal Classification:910 Geography & travel
Language:German
Date:2011
Deposited On:18 Mar 2015 08:44
Last Modified:05 Apr 2016 19:10
Publisher:Bundesanstalt fuer Gewaesserkunde
ISSN:1439-1783
Free access at:Official URL. An embargo period may apply.
Official URL:http://www.hywa-online.de/umfassende-hochwasserhydrologische-beurteilung-ungemessener-mesoskaliger-einzugsgebiete-im-schweizerischen-rheineinzugsgebiet-durch-prozessorientierte-modellierung/

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