Ein 2-Speicher lumped Modell für das Einzugsgebiet der Fulda

Autor:Dennis Knuth, Mat-Nr: 2017293

Im Modul Hydrologische Modellierung MP111 wurden sowohl Grundlagen der Programmiersprache Python als auch mathematische und hydrologische Grundlagen vermittelt.

Zu den hydrologischen Grundlagen des Moduls zählten Grundlagen hydrologischen Modellen. Modelle stellen eine Vereinfachung des hydrologischen Systems dar und lassen sich in verschiedene Klassen unterteilen. Das Hauptaugenmerk wurde hier auf die Konzeptionellen Modelle, ein Teil der deterministischen geworfen. Konzeptionelle Modelle stützen sich auf vereinfachte Näherungen physikalischer Gesetze und lassen so noch Emperie zu. Weiter lassen sich konzeptionelle Modelle in geblockte (lumped) und (semi-)distributive (semi-desitributed) Modelle aufteilen, je nachdem ob die räumliche Heterogenität beachtet wird (Nützmann und Moser 2016).

Ziel des Moduls war es ein hydrologisches Modell zur Ermittlung des Abflusses des Einzugsgebiets der Fulda zu erstellen und anschließend dessen Güte zu bewerten. Hierfür wurde das von Kraft et al. (2011) vorgestellte Catchment Modelling Framework (CMF), eine auf Python basierende Programmierbibliothek, verwendet. CMF erweitert Python um spezifische hydrologische Sprachelemente und ist nach einem Baukastenprinzip aufgebaut um schnelle und einfache Lösungen für hydrologische Problemstellungen in einem Einzugsgebiet zu bieten. Hierzu nutzt CMF die Finite Volumen Methode.

Quellen

Kraft, P., Vaché, K.B., Frede, H.-G. & Breuer, L. 2011. A hydrological programming language extension for integrated catchment models, Environmental Modelling & Software, doi: 10.1016/j.envsoft.2010.12.009

Nützmann, G. & Moser, H. (2016): Modellierung hydrologischer Prozesse. In: Gunnar Nützmann und Hans Moser (Hg.): Elemente einer analytischen Hydrologie: Prozesse - Wechselwirkungen - Modelle. Wiesbaden: Springer Fachmedien Wiesbaden, S. 197–241.