hyd1d & hydflood

R-Pakete zur Interpolation von 1d-Wasserspiegellagen mit Pegeldaten und zur Überflutungsdauerberechnung

Arnd Weber, Marcus Hatz, Stephan Rosenzweig

05.07.2024

Wie erhält man Wasserstandsinformationen für einen Punkt oder eine Strecke an einer Bundeswasserstraße zu einem ausgewählten Zeitpunkt?

21.12.2016

Wie aggregiert man diese flächige Wasserstandsinformation über die Zeit zu Überflutungsdauern?

Wie aggregiert man diese flächige Wasserstandsinformation über die Zeit zu Überflutungsdauern?

http://r.bafg.de/shiny/WeberA/07-flood3/

PEGELONLINE

Abfrage der nächstgelegenen Pegel

Wasserstände der angrenzenden Pegel

Lineare Interpolation

FLYS3

Einleitung

Verfügbare Wasserspiegellagen

Verfügbare Wasserspiegellagen

Ausgewählte Wasserspiegellagen

Interpolierte Wasserspiegellagen

Interpolierte Wasserspiegellagen

Interpolierte Wasserspiegellagen

Interpolierte Wasserspiegellagen

Interpolierte Wasserspiegellagen

Vergleich der Wasserspiegellagen

Zusammenfassung

  • FLYS3 interpoliert stationäre Wasserspiegellagen abschnittsweise mit jeweils einem Bezugspegel
  • Die Auswahl des Bezugspegels und dessen relativer Abfluss kann starken Einfluss auf die resultierende Wasserspiegellage haben
  • Ungleichwertige Abflüsse großer Nebengewässer können Differenzen von mehreren Dezimetern zwischen mit FLYS3 abschnittsweise berechneten Wasserspiegellagen verursachen
  • Sprünge, bzw. Diskontinuitäten an Abschnittsgrenzen sind daher unvermeidbar

hyd1d

Einleitung

  • hyd1d ist als R-Paket programmiert und über CRAN unter der GPL2 veröffentlicht
  • hyd1d integriert Paket-eigene Pegeldaten aus der WISKI7-Datenbank, aktuelle Pegeldaten von PEGELONLINE, und Wasserspiegellagen von FLYS3
  • Pegel- und Wasserspiegeldaten werden so miteinander interpoliert, dass resultierenden Wasserspiegellagen auch über lange Strecken keine Diskontinuitäten aufweisen

Methodik

  1. Bestimmung der relevanten Pegel für den Berechnungsort, bzw. die Berechnungsstrecke
  2. Bestimmung der Wasserstände dieser Pegeln zum gewählten Zeitpunkt
  3. Aufteilung der Berechnungsstrecke in Abschnitte, die von jeweils zwei Pegeln eingerahmt werden
  4. Abschnittsweise Bestimmung, welche FLYS3-Wasserspiegellagen die Wasserspiegellagen an den beiden Pegeln einrahmen
  5. Abschnittsweise, entfernungsabhängige Interpolation zwischen den einrahmenden FLYS3-Wasserspiegellagen

1. Streckenrelevante Pegel

2. Wasserstände

3. Aufteilung der Berechnungsstrecke

4. Einrahmende Wasserspiegellagen

5.1 Gewichtung an den Pegeln

5.2 Gewichtung entlang der Strecke

5.3 Interpolation der Wasserspiegellage