Aufbau einer modellgestützten Bewirtschaftung und On-Line-Überwachung eines Talsperrensystems / Model based Management and Online-Monitoring of a Reservoir System

Abstract

Natürliche und anthropogene Einflüsse verursachen in Talsperren erhebliche Variationen in der Wasserqualität und in der verfügbaren Wassermenge. Andererseits ist es Aufgabe von Trinkwassertalsperren eine möglichst hohe Kontinuität in Qualität und Quantität bereitzustellen. Wachsender Druck auf die Nutzung von Einzugsgebieten und Talsperren sowie witterungsbedingte Extremereignisse können diese Nutzungsziele in Frage stellen. Eine wichtige Strategie, diesem Problem zu begegnen, ist die Optimierung der Bewirtschaftung auf der Basis Online erfaßter Umweltkriterien und computergestützter Simulations-und Vorhersagewerkzeuge. In Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer Anwendungszentrum Ilmenau (FhG-AST) und der Thüringer Talsperrenverwaltung (ThürTV) entstand in den vergangenen Jahren ein Entscheidungshilfesystem, welches für die Optimierung der Bewirtschaftung eines großen Trinkwassertalsperrensystems in Thüringen eingesetzt wird.The water quality and the available water quantity in reservoirs are being increasingly influenced by natural and antropogenie factors. On the other hand exists an great requirement on a high water quality and a constant provision of water quantity. An increasing demand for a multiple using of reservoirs and their catchment areas and extremely weather conditions, caused by climate changes procure of disturbs in the use of reservoirs. An important strategy to manage these problems is the optimization of reservoir management, based of Online monitoring and computer simulations. In cooperation between the Fraunhofer Application Center (FhG-AST) and the Thueringian Reservoir Administration (ThürTV) a management system is developed that helps in reaching decisions to improve the possibilities of reservoir management. Problemstellung Talsperren sind Ökosysteme, welche empfindlich auf Veränderungen in der Umwelt reagieren. Entscheidend sind einerseits Menge und Art der Stoff-und Energieeinträge in das Gewässer und andererseits auch Prozesse des Stoffund Energieumsatzes im Gewässer selbst. Die Gefährdung der Trinkwasserressourcen wächst mit der Intensität derEinzugsgebietsbewirtschaftung und der Nutzung des Gewässers selbst. Andererseits werden von den unterschiedlichsten Interessengruppen die Verfügbarkeit und die Nutzung der Flächen an den Gewässern (Landwirtschaft, Gewerbe, Kommunen) und der Ressource Oberflächengewäs-ser selbst gewünscht (Hochwasserschutz, Energiegewinnung, Naherholung, Fischerei, Naturschutz). Die externe Beeinflussung der Talsperren und die internen Umsatzprozesse im Gewässer werden aber auch erheblich durch meteorologische und hydrologische Einflußgrößen bestimmt Die Bedeutung dieser Einflußgrößen hat in den letzten Jahren zugenommen. Die inzwischen unbestrittenen globaler Klimaänderungen haben witterungsbedingte Extremwetterlagen, wie Rekordüberschwemmungen (Bangladesch. Nordamerika, China) und Dürreperioden (Afrika, Australien) zur Folge [1], Ungewöhnliche Wetterlagen führten in der jüngsten Vergangenheit auch in Mitteleuropa zu Situationen, in denen die kontinuierliche Berei...