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Das Modellkonzept

KalypsoHydrology ist ein Modul für die Niederschlags-Abfluss-Simulation (NA-Simulation), mit welchem, unter Vorgabe einer Niederschlagsbelastung, der vollständige, landgebundene Teil der globalen Wasserbilanz simuliert werden kann. Hierbei werden die Teilprozesse Schneespeicherung, Evapotranspiration, Bodenwasserspeicherung, Grundwasserneubildung, Oberflächenabfluss, Interflow, Grundwasserabfluss und Wellentransport im Gerinne des Wasserkreislaufes berücksichtigt.

KalypsoHydrology basiert auf dem vom Institut für Wasserbau der Technischen Universität Hamburg-Harburg und BCE entwickelten Modell Kalypso-NA. Kalypso-NA ist ein konzeptionelles, deterministisches, nicht lineares, detailliertes hydrologisches Modell, das mehrere Modellkonzepte implementiert.

Das Anwendungsgebiet des NA-Modells ist sowohl in der Prozessanalyse, der Vorausberechnung von Planungszuständen (wie z.B. Renaturierungen und Integration von Hochwasserentlastungsanlagen) als auch in der Hochwasservorhersage im operativen Einsatz (Schutz vor Hochwasser durch Wasserstandsvorhersage) zu sehen.

Das Modellkonzept (siehe Abbildung Das Modellkonzept) beruht auf der Simulation der einzelnen hydrologischen Teilprozesse als Speicherelemente, die über Wasserflüsse miteinander zu einer Kaskade von Speichern gekoppelt sind. Der Prozess der Abflussbildung wird als eindimensional-vertikal angenommen und auf Hydrotopebene simuliert. Hydrotope sind Flächen mit einer einheitlichen hydrologischen Charakteristik, die auf der Basis der Landnutzung, der Pedologie, der Geologie und der Teileinzugsgebiete gebildet werden. Zur Beschreibung der Abflusskonzentration werden die entstandenen Abflussvolumina auf Teilgebietsebene aggregiert und unter Berücksichtigung der charakteristischen Fließzeiten nach Translation und Retention als Teilgebietsabfluss gesammelt und einem Gewässerstrang im Gerinnennetz zugeordnet. Dabei werden die Prozesse als lateral eindimensional aufgefasst. Die Abflussverformung im Gerinne erfolgt nach dem Verfahren von Kalinin-Miljukov.

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