Forschungsansatz

Eine zentrale Rolle in Bezug auf die Bearbeitung des Vorhabens haben Indizes. Indizes besitzen eine zentrale Bedeutung in der Analyse und Anpassung von Betriebsregeln. Bislang gehen Indizes ein, die unmittelbar mit dem Betrieb von Stauanlagen zu tun haben wie Wasserstände, Zuflüsse, Niederschlag oder daraus abgeleitete Informationen. Sie geben Auskunft über die aktuellen und relevanten Zustände des Systems und lösen bei Über- oder Unterschreitung von Grenzwerten Handlungen durch den Talsperrenbetreiber aus. Ihre Benutzung für einen vorausschauenden Betrieb ist begrenzt.

Demgegenüber stehen Indizes, die mittels Auswertungen von hydro-meteorologischen Parametern gewonnen werden, um Aussagen über den Zustand des Einzugsgebiets in Bezug auf die Wasserwirtschaft zu erhalten. Bekannt sind die sogenannten Drought-Indizes wie Standardized Precipitation Index (SPI), der Palmer Drought Index (PDI), der Surface Water Supply Index (SWSI) und etliche mehr. Darüber hinaus gibt es noch weitere Indizes, die teilweise mehr auf die Landwirtschaft abzielen, teilweise mehr direkten Bezug zu Wasserspeicherung und damit zur Wasserwirtschaft besitzen. Diese Indizes geben ebenfalls Auskunft über aktuelle und relevante Zustände des wasserwirtschaftlichen Systems, aber nicht mit direktem Bezug zum Wasserstand in der Talsperre oder zum Zufluss.

Es gilt, diese Indizes für den Talsperrenbetrieb zu interpretieren. Da diese Indizes unterschiedliche Trägheiten und Wirkungszeiträume besitzen, liefern sie Möglichkeiten für einen vorausschauenden Betrieb. Beispielsweise gibt der Standardized Precipitation Index (SPI) indirekt Hinweise, wie sich der Abfluss, das Grundwasser etc. mit unterschiedlichem Zeitbezug in der Zukunft (je nach Einzugsgebietsstruktur bis zu 24 Monate) entwickeln werden. Wie Indizes zu interpretieren sind, welche Qualität sie in der Früherkennung von hydrologischen Stress- oder besonders dynamischen Bedingungen liefern, wird innerhalb des Vorhabens als Hindcast Experiment geprüft, d.h. rückblickend mit observierten Werten. Die Indizes mit der besten Früherkennung aus dem Hindcast Experiment werden zusätzlich noch über die Vorhersage der Klimazentren, sozusagen in die Zukunft, gerechnet und ebenfalls nun für eine erweiterte Früherkennung von hydrologischen Stress- oder besonders dynamischen Bedingungen benutzt. Damit entsteht eine Erweiterung der Früherkennung, sofern die Qualität von Vorhersagen des Klimazentrums und die Qualität der Beziehung Indizes zu Stressbedingung dies erlaubt.

TASK-Forschungsansatz

TASK-Forschungsansatz: Ableitung von Indizes und Rückkopplung mit dem wasserwirtschaftlichen Betrieb