Blockregen

Intensitätskonstantes Regenereignis, definiert durch eine konstante Regenspende und eine Regendauer.

Definition eines Blockregens mit Angabe von Regenspende und Regendauer

Der Wert für die Regenspende kann dabei auch aus den statistischen Werten des Deutschen Wetterdienstes (DWD), KOSTRA-Niederschlagswerte, ermittelt werden.

Die Eingangswerte für diese Niederschlagsreihen können von den Dienst­stellen des DWD und in der Regel auch von den örtlichen Umweltfachämtern bezogen werden.

Alternativ können die Werte für die Regenspende auch aus dem ÖKOSTRA-Atlas entnommen werden.

Dazu ist die Schaltfläche  zu betätigen.

Durch die Aufzeichnung von Regenereignissen werden beim DWD statistische Regenreihen erarbeitet, die in Form von örtlich unterschiedlichen Mittelwerten für die Niederschlagshöhen veröffentlicht werden.

Angegeben werden dabei die Niederschlagshöhen für eine Dauerstufe von 15min, 1h und 24h, jeweils für ein Wiederkehrintervall von 1a und 100a.

Aus diesen Werten wird mittels einer Regressionsgleichung die Regenspende für den Blockregen ermittelt. Die Regenspende kann dabei in die Dauerstufe 15min – 1h mit einfachem logarithmischem Ansatz eingerechnet werden oder in die Dauerstufe 1h – 24h mit doppelt logarithmischem Ansatz. Die Auswahl des Berechnungsansatzes erfolgt über das Listenfeld im unteren Teil des Dialoges.

Nach dem ATV – DVWK Arbeitsblatt A 118 sind Kanalnetzberechungen unter Verwendung der KOSTRA-Niederschlagswerte durchzuführen. Der für die instationäre Berechnung vorgeschlagene Modelregen, vom Typ Euler 2, basiert auch auf den KOSTRA-Werten.

Niederschlagshöhen in [mm]

Durch an klicken diese Textes wird die Eingabedimension der Niederschlagshöhen von [mm] in [l/(s*ha)] oder von [l/(s*ha)] in [mm] umgerechnet.

Berechnungsansatz KOSTRA-DWD-2020

Vom Deutschen Wetterdienst (DWD) wurde der neue KOSTRA-Atlas, KOSTRA-DWD-2020, herausgegeben. Der neue Atlas umfasst nun die Niederschlagszeitreihen über den Zeitraum von 1951 bis 2020. Deutliche Änderungen sind bei hohen Dauerstufen und hohen Wiederkehrzeiten zu verzeichnen. Beim Bemessen von Versickerungsanlagen und beim Nachweis von Regenrückhalteräumen haben diese Änderungen einen Einfluss, da die Dauerstufenbereiche von 60 Minuten bis 12 Stunden und von 12 Stunden bis 72 Stunden sehr häufig in diese Berechnungen einfließen. Im Fortschreibungsbericht des DWD vom November 2005 wird darauf hingewiesen, dass bei der Verwendung des hyperbolischen Interpolationsverfahrens zu geringe Starkniederschlagshöhen ermittelt werden. Deshalb wird nun vom Deutschen Wetterdienst (DWD) das neue Verfahren zur Berechnung der KOSTRA-Regen­spenden empfohlen. Nach diesem Verfahren wird jetzt im Kurzzeitbereich (D= 15 bis D= 60 Minuten) der hyperbolische Ausgleich der Parameter für die Funktion u(D) und der doppeltlogarithmische Parameterausgleich für die Funktion w(D) verwendet. Es empfiehlt sich bei der Erzeugung von neuen Regenmodellen und bei der Zeitbeiwertberechnung nach KOSTRA das neue Interpolationsverfahren zu verwenden. Bei Modellregen, vom Typ Euler 2, wirken sich die Änderungen aus dem 5 und 10 Minutenintervall in den Maximalwerten des Regenmodells aus. Im Dauerstufenbereich von 60 Minuten bis 12 Stunden erfolgt weiterhin die Verwendung des doppellogarithmischen Interpolationsverfahrens.

Beim Einlesen von KOSTRA-DWD-2020-Daten findet eine Gegenrechnung statt. Kommt diese Rechnung zu einem anderen Ergebnis so wird dieses genommen.

hyperbolischer Berechnungsansatz

Bisher war für die Berechnung der Niederschlagswerte aus KOSTRA festgelegt, dass im Bereich von 5 bis 60 Minuten der doppelt logarithmische Berechnungsansatz zu verwenden ist. Bei der Verwendung dieses Verfahrens wurde jedoch deutlich, dass dieser Ansatz zu sehr hohen 5- und 10- Minutenwerten für die Regenhöhen führte. Daher hat die ATV-DVWK Arbeitsgruppe HW 1.1 “Niederschlag“ der Universität Hannover den Auftrag erteilt, die bisherigen Verfahren zu bewerten und alternative Berechnungsmethoden zu entwickeln. Das Ergebnis ist der hyperbolische Berechnungsansatz. Aufgrund der Erkenntnisse dieser Untersuchung wird empfohlen diesen Berechnungsansatz zur Ermittlung der statistischen Regenhöhen, im Dauerstufenbereich von 15 bis 60 Minuten, anstelle des doppelt logarithmischen Interpolationsansatzes, zu verwenden. Bei Modellregen vom Typ Euler, mit dem hyperbolischen Ansatz, ergibt sich ein Regenverlauf der auch dem der Regenspende entspricht. Besonderen Einfluss hat dabei der Wegfall des überhöhten 5-Minutenwertes, der bei der Verwendung des doppelt logarithmischen Interpolationsansatzes, berechnet wurde.

Die Änderung des Interpolationsverfahrens für die KOSTRA-Werte hat spürbare Auswirkungen auf die stationäre und die instationäre Kanalnetzberechnung zur Folge.

Beim Zeitbeiwertverfahren mit der Einstellung Abflussberechnung nach KOSTRA kann auch der hyperbolische Berechnungsansatz zur Ermittlung der Regenspendenwerte verwendet werden. Dies wird zu geringeren Belastungen des Abwassernetzes im Fließzeitbereich unter 15 Minuten führen.

In der instationären hydraulischen Berechnung bei Verwendung von Modellregen vom Typ Euler, werden sich besonders durch die Verringerung des Intensitätsmaximums des Modellregens die maximalen Wasserstände und die Überstauereignisse spürbar verringern.

Mit der Schaltfläche „Übernehmen“ wird der Wert berechnet und in das zugehörige Textfeld der Regenmodelldefinition eingetragen.

Berechnungsansatz nach ÖKOSTRA

Dieser Rechenansatz basiert auf den Angaben aus dem ÖKOSTRA-Atlas. Für die Ermittlung der ortsabhängigen Parameter u(D) und w(D) werden die angegebenen Schätzformeln verwendet.

Nach der Auswahl dieses Rechenansatzes sind im Dialog ÖKOSTRA Nie­derschlagshöhen die ortsabhängigen Schätzformeln aus dem ÖKOSTRA-Datenblatt (ÖKOSTRA Atlas) einzugeben. Dabei ist für die Variable D, Dauerstufe, der Platzhalter %D% in die jeweilige Schätzformel einzutragen.

Für Uapprox und Wapprox ist aus der Liste der vorhandenen Schätzformeln auszuwählen. Ist die vorgegebene Schätzformel nicht vorhanden, so kann über die Schaltflächen  in den Dialog Schätzformel gewechselt werden.

Hier kann die Schätzformel für Uapprox und Wapprox eingegeben werden.

Wert einfügen

Der im Dialogfeld angezeigte Wert wird an der Cursorposition in die Formel eingefügt.

Variable einfügen

In die Schätzformeln kann nur die vordefinierte Variable D eingefügt werden.

Übernehmen

Mit dieser Schaltfläche wird die aktuelle Schätzformel in das Regenmodell übernommen.

Wenn die eingegebene Formel mathematisch nicht korrekt ist, so erfolgt eine Fehlermeldung und die Eingabe ist zu korrigieren.

Bei dem ÖKOSTRA Rechenansatz werden zur Berechnung der Niederschlagshöhen die Schätzformeln für Uapprox = f(D) und Wapprox = f(D) verwendet.

Die Parameter und die Struktur der Schätzformeln ist ortsabhängig und dem jeweiligen ÖKOSTRA-Datenblatt zu entnehmen.

Die Schätzformeln können folgende Struktur haben:

Uapprox  = exp(K1U + K2U * ln(D) + K3U * ln(D)^2)

Wapprox = exp(K1W + K2W * ln(D) + K3W * ln(D)^2)

Die zu verwendenden Schätzformeln können in diesem Dialog bezüglich der Konstanten und der Dauerstufe eingegeben werden. Dabei ist für die Variable Dauerstufe (D) der Platzhalter %D% zu verwenden.

Mit diesen Schätzformeln kann für jede Dauerstufe von 5 min bis 12 h und für die Wiederkehrzeit zwischen 0,5 und 100 der Bemessungsniederschlag ermit­telt werden.

Die Berechnung Niederschlagshöhe [mm] für die jeweilig Dauerstufe und Wiederkehrzeit erfolgt nach der Formel:

hN(D,T) = uapprox(D) + wapprox(D) * ln(T)

mit

D – Dauerstufe

T – Wiederkehrzeit

Mit der Schaltfläche „Beispiel“ wird ein korrekter Parametersatz für ÖKOSTRA definiert. Die Beispielformeln sind dem jeweiligen Ort anzupassen.

Berechnungsansatz eHYD Niederschlagsdaten Österreich

Dieser Rechenansatz basiert auf den Angaben für die Bemessungsniederschläge vom Hydrografischen Dienst in Österreich. Im Dialog eHyd Österreich Niederschlagsdaten erfolgt die Auswahl der Niederschlagsdatei vom Hydrografischen Dienst (Gitterpunktdatei).

Typ Niederschlagsmodell

Für Niederschlagsmodelltypen stehen beim Hydrographischen Dienst 3 Typen von Niederschlagsdatensätzen für die Dauerstufen von 5 Minuten bis 6 Tagen und Wiederkehrzeiten von 1 bis 100 Jahren zur Verfügung, die als Grundlage für Bemessungsaufgaben verwendet werden können.

Das sind:

•      Maximierte Modellniederschläge (MaxModN),

•      die Bemessungsniederschläge als Kombination dieser beiden Auswertungen und

•      interpolierte ÖKOSTRA- Messstellenauswertungen.

Der ausgewählte Projekttyp wird bei der Erstellung des Regenmodells verwendet.

Im Regenmodell wird unter Bemerkung das verwendete Niederschlagsmodell gespeichert.

Im Parameter Herkunft wird die Bezeichnung der verwendeten Gitterpunktdatei gespeichert.

Berechnungsansatz KOSTRA-DWD-2010

Vom Deutschen Wetterdienst (DWD) wurde der neue KOSTRA-Atlas, KOSTRA-DWD-2010, herausgegeben. Die stations-bezogenen extremwertstatistischen Auswertungen von Niederschlagshöhen wurden dabei für den Zeitraum 1951 bis 2010 (Mai bis September) durchgeführt.

Auch für kleine Dauerstufen gilt nun der Bezugszeitraum von 1951 bis 2010

Die Starkniederschlagshöhen laut KOSTRA-DWD-2010 haben im Bereich großer Dauerstufen (D > 12 h) und Wiederkehrintervalle (T > 20 a) für 95 % aller Rasterfelder zugenommen.

Für die Regionen in Deutschland, für die hinsichtlich der Niederschläge kurzer Dauer in Planungsentscheidungen höhere Bemessungsniederschläge als bisher Beachtung finden sollten, ist dem Atlas KOSTRA-DWD-2010 zu entnehmen.

Vielerorts reicht es jedoch aus, weiterhin auf der Basis der Angaben laut KOSTRA-DWD-2000 (einschließlich der Toleranzbereiche) zu arbeiten. Die aktuellen Daten sind dem KOSTRA-Atlas zu entnehmen.