Tideunabhängige Kennwerte des Wasserstands

Graphische Darstellung der tideunabhängigen Kennwerte des Wasserstands. Diese Darstellung ist zusätzlich auch als Encapsulated PostScript Datei erhältlich.

Motivation

Die Berechnung und graphische Darstellung der tideunabhängigen Kennwerte des Wasserstands kann dazu beitragen, einige Aspekte des Systemverhaltens natürlicher Gewässer näher zu beleuchten. Im Gegensatz zu den Tidekennwerte des Wasserstandes dient die Ermittlung der tideunabhängigen Wasserstandskennwerte in erster Linie der Analyse des (System-) Verhaltens von

• nicht durch Gezeiten dominierten Gewässern, wie beispielsweise den Küstengewässern und Flußmündungen entlang der Ostseeküste, oder
• Extremsituationen, wie z.B. Sturmfluten in an die Nordsee grenzenden Ästuarien, welche durch einen von den mittleren Gezeiten deutlich abweichenden Wasserstandsverlauf gekennzeichnet sind, sowie ferner
• zur Ermittlung von Wasserstandskennwerten für beliebig lange oder kurze Analysezeiträume.

Im einzelnen sind verschiedene nützliche Anwendungen die Analyseergebnisse denkbar:

• Neben den Extremwasserständen (HW und NW) vermittelt insbesondere die Wasserstandsdifferenz zwischen HW und NW einen guten Eindruck von der Variablität des Wasserstands in einem beliebigen Analysezeitraum.
• Der zeitliche Ablauf einer Hoch- oder Niedrigwasserwelle tritt demgegenüber in den berechneten Eintrittszeitdifferenzen für den Hoch- und Niedrigwassereintritt klar hervor.
• Die für den Analysezeitraum errechneten maximalen Steig- und Fallgeschwindigkeiten der Wasseroberfläche bieten einen zusätzlichen Maßstab zur Charakterisierung des Ablaufs von Sturmflutereignissen.
• Aus den Zeiten für die Hoch- und Niedrigwasserdauer können Rückschlüsse auf die Dauer von Ereignissen mit extremen Wasserspiegellagen gezogen werden. Diese Werte lassen sich z.B. zur Beurteilung der damit verbundenen Belastungen von Uferbereichen und Böschungen heranziehen und im Hinblick auf die Standsicherheit von Deichen oder Deckwerken interpretieren.
• Die Dynamik eines nicht durch Gezeiten dominierten Gewässers kann mit Hilfe des Wertes der Varianz des Wasserstandes oder der Standardabweichung des Wasserstandes (jeweils in Bezug auf den Mittelwasserstand) näher quantifiziert werden.

Eine automatische flächenhafte Analyse aller tideunabhängigen Kennwerte des Wasserstandes wird von dem Programm LZKWF durchgeführt.

Definition der tideunabhängigen Kennwerte des Wasserstands:

Hochwasserstand (HW)

Höchster Wert der Wasserstände innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Hochwasserstand in der Außenems

Niedrigwasserstand (NW):

Niedrigster Wert der Wasserstände innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Niedrigwasserstand in der Außenems

Mittelwasserstand (MW):

Arithmetischer Mittelwert der Wasserstände innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Mittelwasserstand in der Außenems

Wasserstandsdifferenz (HW-NW):

Höhenunterschied zwischen dem Hochwasserstand HW und dem Niedrigwasserstand NW innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Wasserstandsdifferenz in der Außenems

Hochwasserzeit:

Eintrittszeit des Hochwasserstands innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Hochwasserzeit in der Außenems

Niedrigwasserzeit:

Eintrittszeit des Niedrigwasserstands innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Niedrigwasserzeit in der Außenems

Gesamtüberflutungsdauer:

Zeitraum, für den eine Fläche innerhalb einer beliebigen Zeitspanne mit Wasser bedeckt ist.
Beispiel: Gesamtüberflutungsdauer in der Außenems

Gesamttrockenfalldauer:

Zeitraum, für den eine Fläche innerhalb einer beliebigen Zeitspanne nicht mit Wasser bedeckt ist (Trockenfalldauer der Fläche).
Beispiel: Gesamttrockenfalldauer in der Außenems

maximale Steiggeschwindigkeit:

maximale Anstiegsgeschwindigkeit des Wasserspiegels innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: maximale Steiggeschwindigkeit in der Außenems

maximale Fallgeschwindigkeit:

maximale Absinkgeschwindigkeit des Wasserspiegels innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: maximale Fallgeschwindigkeit in der Außenems

Standardabweichung des Wasserstands:

Standardabweichung der Wasserstände bezogen auf den Mittelwasserstand MW innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Standardabweichung des Wasserstands in der Außenems

Varianz des Wasserstands:

Varianz der Wasserstände bezogen auf den Mittelwasserstand MW innerhalb einer beliebigen Zeitspanne.
Beispiel: Varianz des Wasserstands in der Außenems

Hochwasserdauer:

Zeitraum, für den innerhalb einer beliebigen Zeitspanne die Wasserstände einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten.
Beispiel: Hochwasserdauer in der Außenems

Niedrigwasserdauer:

Zeitraum, für den innerhalb einer beliebigen Zeitspanne die Wasserstände einen vorgegebenen Grenzwert unterschreiten.
Beispiel: Niedrigwasserdauer in der Außenems

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