Ein Bemessungsansatz für wasserwirtschaftliche Infrastruktur bei instationären Bedingungen.

Abstract

Ein wesentlicher Aspekt in der wasserwirtschaftlichen Bemessungspraxis ist die Ermittlung von hydrologischen Bemessungsgrößen. Zur Festlegung der Bemessungsgrößen bedient man sich der Methodik der Extremwertstatistik. Die klassischen Verfahren der Extremwertstatistik, welche sich auch in den einschlägigen Regelwerken wiederfinden, setzen voraus, dass die Daten stationär sind, also keine langfristigen zeitlichen Änderungen aufweisen. Es zeigt sich jedoch deutlich, dass hydrologische Zeitreihen kein stationäres Verhalten aufweisen. Bei instationären hydrologischen Rahmenbedingungen ändern sich nicht nur die hydrologischen Kenngrößen, sondern zugleich auch die Wahrscheinlichkeiten extremer Ereignisse. In der wasserwirtschaftlichen Praxis besteht gegenwärtig eine Lücke im systematischen Umgang mit sich ändernden Bemessungswerten. Für die nachhaltige Bemessung von wasserwirtschaftlicher Infrastrukturen bedarf es somit neuer Konzepte, die diesen Änderungen in den Zeitreihen Rechnung tragen. Mit dem in diesem Beitrag vorgestellten Bemessungsansatz liegt ein systematischer Ansatz zur Bemessung von wasserwirtschaftlichen Infrastrukturanlagen bei instationären Bedingungen vor, bei dem die Bemessung auf der Vorgabe einer Bauwerkslebensdauer und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit innerhalb dieser Bauwerkslebensdauer basiert.The design of water infrastructure is based mainly on hydrological parameters for a given return period. The underlying frequency analysis presupposes stationarity of the analysed times series. In fact, many meteo-hydrological data such as water levels, precipitation and discharges exhibit different kinds of nonstationary behavior. Hence, there is a lack of systematic design of water infrastructure when dealing with non-stationary boundary conditions. The method introduced here makes possible the design of water infrastructure under nonstationary conditions based on a prescribed non-exceedance probability considering the proposed life time of the structure to be designed.