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Full text: OPTEL-C: Entwicklung eines operationellen Tidemodells der Elbe sowie einer Modellkopplung mit dem BSH-Vorhersagemodell der Nordsee

Die Küste, 79(2012), 141-168 
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Für das BAW-Vorhersagemodell Elbe müssen die Daten aus der BSH - Vorhersage 
umgebung aufbereitet werden. Die Windgeschwindigkeiten aus den vom DWD vorher 
gesagten Windfeldern werden mit einem vom DWD in OPTEL-B entwickelten 
Verfahren für den Bereich der Tideelbe skaliert (GANSKE und ROSENHAGEN 2012). Aus 
den Wasserstands- und Salzgehaltsvorhersagen für die Nordsee werden vom BSE1 
(entwickelt in OPTEL-A) Randwertzeitreihen für den seeseitigen Modellrand des BAW- 
Vorhersagemodells Elbe erzeugt. Im Rahmen von OPTEL-C werden zwei Prä 
prozessoren entwickelt, die die vom atmosphärischen Modell bzw. vom Nordseemodell 
bereitgestellten Randwertzeitreihen für das BAW-Vorhersagemodell aufbereiten. Bei der 
Entwicklung dieser Präprozessoren wird darauf geachtet, dass sie unabhängig von der 
verwendeten Topographie, dem verwendeten Gitter und auch dem verwendeten Ästuar 
arbeiten, um eine problemlose Verwendung der Präprozessoren für Jade-Weser und Ems 
zu gewährleisten. 
3 Kalibrierung und Validierung 
Der Nutzung des BAW-Vorhersagemodells Elbe im präoperationellen Betrieb geht die 
Kalibrierung und Validierung des Modells mit Szenarien aus der Vergangenheit voraus. 
Für die Modellkalibrierung werden verschiedene Parameter eines ortsspezifischen 
numerischen FIN-Modells so angepasst, dass ein realitätsnahes Modellverhalten erzielt 
wird. Die Abweichungen zwischen Beobachtungsdaten und Modellergebnissen sollten 
möglichst gering sein. Abweichungen können sich aus Messfehlern (Pegelmessungen, 
hydrographische Vermessungen) und aus Modellapproximationen und -parametri- 
sierungen ergeben. 
Mit der Modellvalidierung wird der Nachweis erbracht, dass die Ergebnisse des ver 
wendeten numerischen Modells für das Anwendungsgebiet, hier das Tideelbegebiet, 
innerhalb des geforderten Genauigkeitsbereiches für die beabsichtigte Modellanwendung 
(hier Wasserstandsvorhersage für die Tideelbe) liegen. Hierbei werden die bei der 
Kalibrierung ermittelten Parameter unverändert für andere Simulationszeiträume 
übernommen. 
Zur Modellkalibrierung und -Validierung werden Zeiträume aus dem Jahr 2006 
betrachtet (KREMP 2011). Diese Zeiträume beinhalten 
• Szenario 1 (15. Juli bis 1. August 2006): mittlere Abflussverhältnisse mit 
Q = 400 m-У s, 
• Szenario 2 (24. März bis 13. April 2006): sehr hoher Abfluss, ansteigend von 
800 m 3 /s auf 3600 m 3 /s, 
• Szenario 3 (13. April 2006 bis 27. April 2006): sehr hoher Abfluss, fallend von 
3600 m 3 /s auf 1900 m 3 /s sowie 
• Szenario 5 (28. Oktober bis 4. November 2006): Sturmflut vom 1. November 2006 
mit Q = 300 m 3 /s. 
Zur Einordnung des Abflusses der Szenarien sei auf folgende charakteristischen Abflüsse 
für Neu Darchau hingewiesen: mittlerer Abfluss (1926/2006) MQ = 710m 3 /s, höchster 
beobachteter Abfluss (31. März 1940) HQ = 3620 m 3 /s, häufigster Abfluss 
Q = 350m 3 /s (DGJ 2010). Für diese Szenarienzeiträume liegen Wasserstandsrandwerte 
vor, die aus den Messungen an der auf dem Modellrand liegenden Bake Z erzeugt 
wurden. Als Abflussrandwert wird der in Neu Darchau gemessene Abfluss verwendet.
	        
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