Description: Ziel des FuE-Vorhabens ist es, ein Konzept und die notwendige Software für den automatisierten Aufbau und Betrieb verkehrswasserbaulicher zweidimensionaler hydrodynamisch-numerischer Modelle (2D-HN-Modelle) zu entwickeln. Mit der zu entwickelnden Software sollen für bereits kalibrierte 2D-HN-Modelle automatisch Szenarien berechnet, ausgewertet und deren Ergebnisse online bereitgestellt werden. Aufgabenstellung und Ziel Zur Beantwortung unterschiedlicher flussbaulicher Fragestellungen werden in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich zahlreiche zweidimensionale hydrodynamisch-numerische Modelle vorgehalten, die bereits umfassende Streckenabschnitte der frei fließenden Binnenwasserstraßen in hoher räumlicher Auflösung abdecken. Die Bearbeitungszyklen dieser Modelle, von der Konzeption über den Modellaufbau, die Kalibrierung und die Validierung bis hin zur Anwendung, sind durch lange Bearbeitungszeiten geprägt. Der spätere Rechenbetrieb eines kalibrierten und validierten Modells kann jedoch zu großen Teilen standardisiert und automatisiert erfolgen und dadurch vereinfacht und beschleunigt werden. Der Rechenbetrieb beruht im Wesentlichen auf der Berechnung von verschiedenen Szenarien (stationäre Abflüsse, Abflussganglinien), die auf derselben Variante (Geometrie, Landnutzung etc.) basieren. Hierbei müssen die Randbedingungen und Anfangsbedingungen des Modells jeweils entsprechend dem Szenario angepasst werden. Die Erzeugung dieser Szenarien lässt sich gut automatisieren. Die nötigen Anpassungen der Randbedingungen können hierbei entweder vom Anwender oder aber vollautomatisiert, beispielsweise auf Basis aktueller Pegelkennwerte, durchgeführt werden. Zusätzlich kann für die gerechneten Szenarien automatisiert eine standardisierte Auswertung erstellt und online für die interne und externe Nutzung bereitgestellt werden. Ziel des FuE-Vorhabens ist es, ein Konzept und die notwendige Software für den automatisierten Betrieb flussbaulicher 2D-HN-Modelle zu entwickeln. Mit der zu entwickelnden Software sollen sich für bereits fertig kalibrierte Modelle automatisch Szenarien durchführen, auswerten und deren Ergebnisse online bereitstellen lassen. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Verschiedene Bedarfsträger können in kurzen Aktualisierungszyklen standardisierte Ergebnisse aus den numerischen Modellen der BAW erhalten. Neben den flussbaulichen Projekten der WSV für Ausbau und Unterhaltung der Bundeswasserstraßen stehen hier u. a. Aufgaben wie großräumige Befahrbarkeitsanalysen, Verkehrssimulationen, der DAS-Basisdienst oder die Veröffentlichung schifffahrtsrelevanter Daten im Rahmen der Open-Data-Strategie im Fokus der Anwendung. Langfristig ist der Ausbau für einen operationellen Betrieb zur Bereitstellung aktueller hydraulischer Informationen für die Schifffahrt auf Grundlage hydrologischer Mess- oder Vorhersagedaten vorgesehen. Untersuchungsmethoden Für die Entwicklungen werden bereits vorliegende kalibrierte zweidimensionale numerische Modelle herangezogen, sodass eine zügige Umsetzung der Zielsetzungen erreicht werden kann. Für den automatisierten Betrieb müssen zunächst die Eingangsdaten für die automatisierte numerische Modellierung standardisiert werden. Der Workflow besteht aus drei Schritten: der Modellgenerierung basierend auf den standardisierten Eingangsdaten, der Durchführung der Rechnung auf den Hochleistungsrechnern der BAW und schließlich der Ergebnisaufbereitung und -analyse. Alle drei Schritte werden über ein Softwareprodukt umgesetzt, das auf die in der Abteilung vorliegenden Python-Bibliotheken zurückgreift. So wird gewährleistet, dass Anpassungen an zukünftige Anforderungen BAW-intern einfach umgesetzt werden können.
SupportProgram
Origins: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Binnenwasserstraße ? Bundeswasserstraße ? Abflussregime ? Software ? Szenario ? Prognosedaten ? Automatisierung ? Flächennutzung ? Mathematisches Modell ? Wasserbau ? Modellierung ? Schifffahrt ? Kalibrierung ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2021-01-01 - 2025-12-31
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