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Andy Philipp
1
, Achim Six
1
, Jens Grundmann
2
1
Landeshochwasserzentrum Sachsen und
2
Technische Universität Dresden
HoWa-innovativ: Workshop 3
Praxistauglichkeit
@LfULG
Foto © HoWa-innovativ

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2 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
HoWa-innovativ
Ein Verbundprojekt!
3 Partner – 3 Bereiche:
Univ. Augsburg:
Verbesserung kleinräumiger
Niederschlagsmessung
mittels Richtfunkstrecken
TU Dresden:
Hydrologische Modellierung
unter Unsicherheit
LHWZ:
Nutzer-sensibles Design
von wahrscheinlichkeits-
basierten Warnprodukten

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3 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
HoWa-innovativ
Zielstellung
Konzeption und Ableitung einer
innovativen, integrierten Niederschlags-Schätzung
(„Best
Guess“)
Demonstration des Mehrwertes
dieser innovativen Niederschlagsschätzung
Online-Verarbeitung der neuen Niederschlagsschätzung
in der operationellen
Hochwasservorhersage und -Frühwarnung
Vergleich/Mehrwert zu Antrieb mit „Standard“-
Niederschlagsprodukten
Verarbeitung und Kommunikation der
Unsicherheiten in der Vorhersage
Demonstrator
probabilistisches Frühwarnprodukt
, speziell für
kleine Einzugsgebiete
Schulung und Training
von verschiedenen Nutzergruppen
Erarbeitung geeigneter Warnprodukte
gemeinsam
mit den Nutzern
Schulung
der Stakeholder vor Ort (Kat.-Schutz, Feuerwehren, …)
Umgang mit
Unsicherheiten bei der HW-Warnung

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4 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
HoWa-innovativ
Übersicht Workshopkonzept
WS 1 (09/2019): Praxisanforderungen
WS 2 (2020): Training und Handlungsoptionen
WS 3 (2021): Praxistauglichkeit Demonstrator Hochwasserfrühwarnung (
heute)
Vorstellung webbasierter Demonstrator
Betrachtung der Performance des Demonstrators anhand Ereignis 13. Juli 2021
Diskussion und Bewertung der Praxistauglichkeit
Was ist gut? Was fehlt noch?
Ausblick

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5 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Klimawandel und Extremereignisse
Klimawandel
nicht ursächlich, aber beeinflussend für Extremereignisse
Häufiger
und
intensiver
Das
ändert die Jährlichkeit
von
Ereignissen
z.B. Osterzg. HQ(100)
HQ(60-70)
(Merz et al., Blöschl et al.)

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6 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Wie oft erlebt man ein Extremereignis?
Wie oft ein Ereignis mit Jährlichkeit T in n=80 Jahren?
Hydrologisches Risiko: R = 1 – (1 – 1/T)
n
T (Jahre)
R
100
0,55
70
0,68
50
0,80

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7 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Übersicht Hochwasserwarnungen
Einordnung Warnprodukte
Überregional
Regional
Lokal
Hochwasservorhersagen (LHWZ)
Hochwasserfrühwarnung (LHWZ)
Wetterwarnungen (z.B. DWD)
Vorwarnzeit

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8 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Probabilistische Vorhersagen und Warnungen
Zielstellung: Frühwarnung für kleine Einzugsgebiete
hydrologisches
Vorhersageensemble
time
Q
Probabilistisches
Warnprodukt
Mittelwert, Quantile
Überschreitungs-
Wahrscheinlichkeiten
Ampelkarten
Minima, Maxima
Meteorologische Ensemblevorhersagen
z.B. Cosmo/Icon-D2-EPS
Niederschlags-
Abfluss-
Modell
Unsicherheiten
in der meteorologischen Vorhersage sollte (muss) in die
Hochwasserwarnung und Vorhersage einbezogen werden!
Aktualisierung: aller 3 Stunden
Vorhersagehorizont: 0 – 27 Stunden
Verfügbarkeit: ca. 2 Stunden nach Vorhersagezeitpunkt
Statistische
Analyse &
Postprocessing

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9 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Anwender- & Nutzerworkshops
Visualisierungen: Beispiel Niederschlag
Quantile vs Überschreitungswahrscheinlichkeit
Intensität vs Summenlinie
0
2
4
6
8
10
12
A
B
C
0
2
4
6
8
10
12
14
A
B
C

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10 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Spaghetti
Quantile
Mischform
Anwender- & Nutzerworkshops
Visualisierungen: Beispiel Abfluss
0
2
4
6
8
10
12
14
16
A
B
C
Gesamt
Umfrageergebnis
A
B
C

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11 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Web-basierter
Demonstrator “Hochwasserfrühwarnung“
Ampelkarte
Quantilplots
Überschreitungswahrscheinlichkeit
explore event
Warnung vor Extremnieder-
schlägen in Sachsen
Abflussvorhersage für
3 Pilot-
regionen
Historie der letzten 24h
Live-Modus
http://howa-innovativ.hydro.tu-
dresden.de/WebDemoLive/
Ereignisse der Vergangenheit
http://howa-innovativ.hydro.tu-
dresden.de/WebDemo/

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12 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Online-Schaltung
30.04.
Update
Gebietszuschnitt
13.07.
Update
Aktualisierungszyklus
22.07.
Workshop 2
23.11.
Nov
Dez
Jan
Feb
Mär
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
2020
2021
Aufbau Demonstrator
Zeitleiste Entwicklungsschritte

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13 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Block 1: Praxistauglichkeit des Demonstrators
www.howa-innovativ.sachsen.de
Foto © HoWa-innovativ

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14 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Praxistauglichkeit des Demonstrators
Ablauf
Blitzumfrage
Vorstellung Demonstrator
Diskussion Inhalte
Vertiefte Betrachtung Ereignis 17.7.2021
Fachliche Diskussion

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15 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Umfrage: Frageblock 1
Nutzung Demonstrator
Haben Sie den Demonstrator genutzt?
A) regelmäßig
B) selten
C) nie angeschaut
Wie bewerten Sie den Gesamteindruck des Demonstrators?
(Schulnoten 1 – 6; 7 keine Angaben)
Wie bewerten Sie die Bedienbarkeit des Demonstrators?
(Schulnoten 1 – 6; 7 keine Angaben)
Wie bewerten Sie den Nutzen für Ihre Arbeit?
(Schulnoten 1 – 6; 7 keine Angaben)

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16 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Vorstellung Demonstrator
Nutzung Demonstrator
http://howa-innovativ
.hydro.tu-dresden.de/WebDemoLive-
T
est/202107171120/HoWa_Demonstrator.html

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17 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Inhaltliche Diskussion:
Nutzung Demonstrator
Was müsste geändert werden, dass Sie den Demonstrator öfter / regelmäßig nutzen?
Grafische Darstellung – sind Abblindungen verständlich?
Aufteilung (N-VHS, Q-VHS, N-obs) sinnvoll?
Kommen sich technisch damit zurecht? (Usability)
Fehlen Ihnen Informationen/wünschen Sie zusätzliche Infos?
Wird Bedienungsanleitung/Interpretationshilfe gewünscht? (z.B. Können Kategorien eingeordnet
werden? Warum Schwellenwerte 30/50/80)
Welche Grafiken nutzen Sie bevorzugt?
Wurde ausreichend auf Ihre Anforderungen eingegangen?

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18 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg

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19 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg

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20 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg

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21 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg

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22 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Fachliche Diskussion:
Nutzung Demonstrator
Können Sie die HQ-Werte bzgl. der Auswirkungen einordnen?
Reicht die Güte aus, um Maßnahmen an die VHS anzulehnen?
Wie hilfreich finden Sie
die kleine räumliche Auflösung/Verwendung von virtuellen Pegeln/kleinen EZG?
die probabilistischen Angaben?
die Angabe von Abflussganglinien (im Gegensatz zu nur Niederschlagsverlauf)?

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23 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Ausblick
Fortbestehen Demonstrator
Einbeziehen der Ergebnisse in Weiterentwicklung der LHWZ-Systeme
Skizzeneinreichung Folgeprojekt

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24 | 16.09.2021 | A. Philipp, A. Six, J. Grundmann | HoWa-innovativ Workshop 3 Ostsachsen |
@lfulg
Ende
Vielen Dank für Ihre Mitarbeit
www.howa-innovativ.sachsen.de
Foto © HoWa-innovativ