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Titelaufnahme

Titel
Ereignisbasierte Modelldiagnose von Niederschlag-Abfluss-Modellstrukturen / eingereicht von Philipp Stanzel
VerfasserStanzel, Philipp
Begutachter / BegutachterinNachtnebel, Hans Peter ; Loiskandl, Willibald
GutachterNachtnebel, Hans-Peter
Erschienen2012
Umfang201 S. : Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2012
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Niederschlag-Abfluss-Modellierung / Modelldiagnose / Modellunsicherheit / Modellstruktur / Ereignisabfluss
Schlagwörter (EN)Hydrological modelling / model diagnostics / model structure / model uncertainty / event runoff
Schlagwörter (GND)Lammer / Abfluss / Niederschlag / Modellierung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-19179 Persistent Identifier (URN)
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Ereignisbasierte Modelldiagnose von Niederschlag-Abfluss-Modellstrukturen [17.8 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel dieser Arbeit ist ein Vergleich verschiedener Niederschlag-Abfluss-Modellstrukturen. In vergleichenden Modelldiagnosen werden Stärken und Schwächen von konzeptionellen und physikalisch basierten Modellansätzen analysiert. Die parallele Anwendung von vier unterschiedlichen Modellstrukturen ermöglicht die Untersuchung der Modellunsicherheit, die der Parameterunsicherheit und der Unsicherheit aus der Schätzung des Niederschlaginputs gegenübergestellt werden. Insgesamt erreichen alle Modelle eine vergleichbare Güte der Abflusssimulation. Ereignisse aus Infiltrationsüberschuss können mit den physikalisch basierten Ansätzen besser abgebildet werden. Mit den konzeptionellen Modellen ist eine bessere Anpassung an Abflusscharakteristika in unterschiedlichen Einzugsgebieten möglich. Für alle Modelle ergeben sich aus systematisch auftretenden Abweichungen von den Beobachtungen Hinweise auf Defizite in den Modellstrukturen. Die Unsicherheit in der Abflusssimulation aufgrund der Modellstruktur liegt in der Größenordnung der anderen untersuchten Unsicherheiten. In der Simulation der Bodenfeuchte zeigen physikalisch basierte Ansätze einen dynamischeren Verlauf und stimmen damit eher mit Beobachtungen überein. Die größten Differenzen zwischen den Modellen treten in der Simulation der Anteile der Abflusskomponenten Oberflächenabfluss, Zwischenabfluss und Basisabfluss auf. Mit den konzeptionellen Modellen sind je nach Parameterwahl viele verschiedene Zusammensetzungen möglich, mit tendenziell hohen Anteilen an Oberflächenabfluss. In den physikalisch basierten Modellen sind die simulierten Anteile von Oberflächenabfluss immer sehr niedrig. Beobachtungen der Abflusskomponenten liegen selten und auch nicht für die hier untersuchten Gebiete vor. Für konzeptionelle Modelle kann die Kenntnis der Abflussanteile in der Natur den möglichen Parameterraum einschränken, im Zusammenhang mit physikalisch basierten Modellen zeigt sich ihr großes Potential zur Unterstützung der Modellwahl.

Zusammenfassung (Englisch)

The objective of this research is a comparative evaluation of different rainfall-runoff model structures. Comparative model diagnostics facilitates the assessment of strengths and weaknesses of conceptual and physically based modeling approaches. Four differently structured models were compared and analyzed with respect to model uncertainty, parametric and input uncertainty. It can be concluded that catchment runoff is simulated satisfactorily by all models. Physically based model structures do not generally outperform conceptual models but they capture runoff events better which originate from infiltration excess. Conceptual model structures are more flexible in fitting to runoff characteristics in different basins. For all models, systematic deviations from runoff observations provide insight into model structural deficiencies. Model structural uncertainty is comparable to parameter and input uncertainty. Large differences between the four models are detected for simulations of soil moisture and, even more pronounced, for simulations of the runoff components. Soil moisture changes are more dynamically simulated by the physically based model structures, which is in better agreement with observations. Simulated streamflow contributions of overland flow are very low in these models. Conceptual approaches tend to higher portions of overland flow, but allow simulations with different compositions of runoff components depending on parameters. Therefore, observations of runoff components, which are usually not available, could enhance parameter estimation for conceptual models and could assist in hypotheses testing of physically based model.