Entwicklung eines Wasserhaushalts- und 1D-Hydraulikmodells für die Obere Havel und Müritz-Elde-Wasserstraße

Die Bundesanstalt für Gewässerkunde vergibt die Erstellung des Wasserhaushaltsmodells HydPy „Obere Havel (OH) mit Müritz-Elde-Wasserstraße (MEW)“ und dessen Weiterentwicklung um hydrologische und hydraulische Aspekte sowie die Weiterentwicklung und Durchführung von Szenarienrechnungen unter sich ändernden Klimabedingungen sowie einer veränderten Wasserbewirtschaftung und -nutzung. Diese Vergabe erfolgt in Hinblick auf die Weiterentwicklung des Modellinstrumentariums im Kontext der beiden BfG-Projekte „Kooperationsvorhaben zur Flussgebietsbewirtschaftung Obere Havel (KOOP OH)“ und „Aufbau eines Modellsystems Bereich Ost unter Berücksichtigung des Klimawandels (KAP Ost)“, in Hinblick auf die Anwendung des weiterentwickelten Modellinstrumentariums (also in der Durchführung der Szenarienrechnungen) ausschließlich im Kontext des erstgenannten BfG-Projektes KOOP OH. Beide Projekte sowie deren fachlicher Hintergrund werden in Anlage 1 vorgestellt. Der Auftragnehmer muss folgende vier Aufgaben im Rahmen der Vergabe bearbeiten: 1. Konvertierung des Wasserhaushaltsmodells LARSIM Havel-MEW (Gesamtmodell, Modellgebiet Havel mit Spree, Abbildung 2 in Anlage 2) basierend auf der Modellsoftware LARSIM in das Modell HydPy Havel-MEW basierend auf der frei zugänglichen Software HydPy. 2. Weiterentwicklung des Teilmodells HydPy OH-MEW (d.h. räumlicher Zuschnitt auf das Untersuchungsgebiet). Dieses Teilmodell HydPy OH-MEW ist dabei jedoch nicht vom Gesamtmodell HydPy Havel-MEW zu separieren, sondern die Systemstrukturen des Gesamtmodells sind lauffähig zu erhalten. Die Weiterentwicklung von HydPy OH-MEW erfolgt hinsichtlich der Abbildung des Wasserhaushalts, der hydraulischen Abbildung der Fließprozesse in den größeren Gewässern (Hauptgewässer, Bundeswasserstraßen, Flussstauhaltungen), aber auch mit dem Ziel der besseren Integration der Wasserbewirtschaftung. Es muss hier u.a. die Möglichkeit schaffen, Wassernutzer verschieden zu priorisieren und Aktivierungen / Deaktivierungen von Nutzergruppen durchführen zu können. Ein besonderer Schwerpunkt des Auftrags liegt auf der Integration einer 1D-Hydraulik im Wasserhaushaltsmodell unter Nutzung und Weiterentwicklung der entsprechenden HydPy-Modelle (siehe Anlage 3 zu den Modellansätzen und der HydPy-Modellfamilie HydPy-SW1D), darin das Anwendungsmodell sw1d_lias. Das Anwendungsmodell beinhaltet die Berechnung von Wasserspiegellagen entsprechend der festgelegten räumlichen Diskretisierung sowie die Abbildung der Bauwerke im Gewässer (v.a. steuerbare Wehre, aber auch Kleinkraftwerke und Fischaufstiegsanlagen, Einleitungs- sowie Entnahmebauwerke), so wie sie für die mit dem Modell zu bearbeitenden Fragestellungen relevant sind2. Die hydraulisch abzubildenden Fließwege sind in der Abbildung 1 in Anlage 5 dargestellt. Sie umfassen insgesamt rd. 600 km; für eine Strecke von rd. 300 km liegt keine Information zur Gerinnegeometrie (Sohlpeilungen o.Ä.) zur Ableitung der Querprofile vor. 3. Kalibrierung und Validierung des weiterentwickelten Modells HydPy OH-MEW anhand von Beobachtungszeitreihen für Abflüsse und Wasserstände. 4. Modelltechnische Ermöglichung, Durchführung und Ergebnisdiskussion der Szenarienrechnungen (Kombination aus verschiedenen unterschiedlich priorisierten Wassernutzungen / Wasserbewirtschaftungsmaßnahmen) mit und ohne Klimawandel. Die Ergebnisdiskussion erfolgt für das Untersuchungs- und Handlungsgebiet. Anlage 6 gibt Informationen zu den Wassernutzungs- und Bewirtschaftungsszenarien.