ARBEITSPAKETE zur Teilaufgabe 1:
TOOLBEREITSTELLUNG UND -INTEGRATION
Arbeitspakete aus dem Vorhaben II Regionalisierung II-1: Bereitstellung und Integration der Forschungsmodelle in die Elbe-Expert-Toolbox
AP II-1-1: Bereitstellung des Tools KLIMAWANDEL (STAR) für die Toolbox
Verantwortlich: Prof. F.-W. Gerstengarbe (PIK, Teilprojekt 1)
Das STAR-Elbe Modell wird als Quellcode bereitgestellt. Für die Auswahl und Übernahme von Szenarienrealisierungen durch WISYS wird eine ergänzende Routine entwickelt.
AP II-1-2: Bereitstellung des Tools LANDSCHAFTSWASSER- UND STOFFHAUSHALT (SWIM) für die Toolbox
Verantwortlich: Dr. F. Wechsung (PIK, Teilprojekt 1)
Das Modell SWIM-Elbe wird im Quellcode bereitgestellt. Es wird ein Modul eingefügt, welches den sequenziellen Modellaufruf durch die Toolbox und die Datenübergabe unterstützt.
Für die Einwegekopplung mit dem Modell STAR bei der Szenariendefinition wird eine Schnittstelle erstellt. Die dynamische Kopplung mit WBalMo erfolgt über die von WISYS hierfür angebotene ISSNEW-Schnittstelle.
Für die Toolbox wird SWIM ergänzt um unterstützende Werkzeuge für den GIS-gestützten Modellaufbau und die Ergebnisaufbereitung.
AP II-1-3: Bereitstellung des Tools REGIONALE WIRTSCHAFTSENTWICKLUNG UND RAUMNUTZUNG (REGE und LAND USE SCANNER) für die Toolbox
Verantwortlich: Prof. V. Hartje (TUB, Teilprojekt 2), Dr. M. Gornig (DIW, Unterauftrag des Teilprojekt 2)
Für die Nutzung der Input-Output-Schnittstelle von WISYS ist es erforderlich, den Datenimport und -export im richtigen Format automatisiert in die „Modellsyntax“ zu übernehmen. Das regionalwirtschaftliche Modell REGE wird programmiertechnisch so angepasst, dass eine Nutzung im Tool „Regionale Wirtschaftsentwicklung und Raumnutzung“ möglich wird. Hierfür sind vor allem Arbeiten zur Automatisierung der einzelnen Modellschritte notwendig.
Die beiden Modelle LAND USE SCANNER und REGE werden über eine standardisierte Schnittstelle zu einem Tool kombiniert.
AP II-1-4: Bereitstellung des Tools AGRARSEKTOR (RAUMIS) für die Toolbox
Verantwortlich: Dr. H. Gömann (FAL, Teilprojekt 4)
Es wird eine Setup Routinen zur (De-)Installation des RAUMIS-Elbe Programms erstellt, sowie eine Schnittstelle zu WISYS implementiert.
Nach der Neuprogrammierung im Rahmen der von GLOWA-Elbe unabhängigen Arbeiten der FAL sind umfangreiche Tests der neuen RAUMIS-Elbe Version durchzuführen.
AP II-1-5: Bereitstellung des Tools KRAFTWERKSSEKTOR (KASIM) für die Toolbox
Verantwortlich: Dr. S. Vögele (FZJ, Unterauftrag des Teilprojekt 2)
Das Modell wird an die Anforderungen der Toolbox angepasst.
AP II-1-6: Bereitstellung des Tools KOMMUNALE UND INDUSTRIELLE WASSERNACHFRAGE für die Toolbox
Verantwortlich: Prof. V. Hartje (TUB, Teilprojekt 2), Dr. V. Meyer (UFZ, Teilprojekt 2)
In diesem Arbeitspaket werden die zwei zu einem Tool integrierten Modelle HAUSHALT und INDUSTRIE mit einer MS-Access-basierten Datenbankumgebung mit definierten Schnittstellen zu WISYS versehen, um den Transfer der modellierten Wasserentnahmedaten in die Tools WBalMo und MONERIS zu ermöglichen. Ferner werden Eingabe-, Kalibrierungs- und Auswertungsroutinen implementiert, um die Gewährleistung eines automatisierten Datenaustausches sicherzustellen.
Arbeitspakete aus dem Vorhaben III Wasserverfügbarkeit III-1: Bereitstellung des Tools WASSERMENGEN-MANAGEMENT (Modell WBalMo-Elbe)
für die Integration in die Elbe-Expert-Toolbox
Verantwortlich: M. Redetzky / Dr. M. Kaltofen (WASY GmbH, Teilprojekt 6)
AP III-1-1: Schnittstellen und Interaktionen WISYS – WBalMo
Zur bi-direktionalen Verwaltung und Visualisierung von Daten des Bewirtschaftungsmodells WBalMo-Elbe werden Werkzeuge für die Handhabung der Schnittstellen entwickelt. Dies beinhaltet die Verwaltung von WBalMo Daten (Eingangs- und Ergebnisdaten) sowie geografische Modelldarstellungen in WISYS sowie den Datentransfer aus WISYS in WBalMo.
Mittels der Standard-Technologie XML wird eine frei programmierbare Schnittstelle implementiert, um in WISYS WBalMo Ergebnisdaten (speziell für Bewertungen; VH V) frei konfigurieren zu können.
AP III-1-2: Datenmodellierung und Datenhaltung modellunabhängiger Basisdaten in WISYS und Nutzung dieser Daten aus WBalMo-Elbe
Alle Daten, die zum Aufbau der WBalMo-Bewirtschaftungsmodelle mittelbar und unmittelbar notwendig sind, werden in WISYS gehalten. Dafür wird die entsprechende Erweiterung des WISYS-Datenmodells konzipiert und umgesetzt.
Um die Transformation und Abstraktion dieser Daten für die Parametrisierung von WBalMo-Modellobjekten (Wassernutzer, Bewirtschaftungsalgorithmen usw.) zu unterstützen, werden GIS- und dialogbasierte Eingabemöglichkeiten bereitgestellt.
AP III-1-3: Schnittstellen zu anderen Tools von GLOWA-Elbe
WISYS bildet die zentrale Datenschnittstelle im Zusammenhang mit der Kopplung von Modellen der Elbe-Expert-Toolbox. Für WBalMo-Elbe werden angepasste Zugriffsfunktionen entwickelt und implementiert, die die Verfügbarkeit der im WBalMo-Elbe benötigten Daten (von anderen Tools der EET) sicherstellen bzw. von WBalMo-Daten anderen Tools zur Verfügung stellen.
Arbeitspakete aus dem Vorhaben IV Gewässergüte IV-1: Bereitstellung des Tools Gewässergüte Flusssystem (MONERIS-Elbe) und
des Tools Gewässergüte Elbestrom (QSim-Elbestrom)
AP IV-1-1: Modellvorbereitung für ToolentwicklungVerantwortlich: Dr. H. Behrendt (IGB, Teilprojekt 8)
Aufbereitung des Modells MONERIS für eine Nutzung als Tool Gewässergüte MONERIS Elbe durch direkte Kopplung mit den für die Modellierung notwendigen Eingangsdaten anderer Modelle (siehe Tabelle 1) und Überführung der von anderen Modellen unabhängigen Eingangsdaten in eine mit der Datenbank von WISYS kompatiblen Form.
AP IV-1-2: Implementierung Siliziummodell
Verantwortlich: Dr. H. Behrendt (IGB, Teilprojekt 8)
Integration eines bestehenden Siliziummoduls in das Modell MONERIS-Elbe.
AP IV-1-3: Implementierung von Submodellen für prioritäre Stoffe in das Gewässergütetool MONERIS-Elbe
Verantwortlich: Dr. H. Behrendt (IGB, Teilprojekt 8)
Erweiterung des Nährstoffeintragsmodells MONERIS um Komponenten zur Modellierung von Schwermetalleinträgen auf der Basis der Ergebnisse eines UBA-Projektes (2004-2007) zu den Schwermetalleinträgen in Deutschland. Für das Beispiel eines organischen Stoffes wird das in GLOWA II entwickelte Submodell für Bisphenol-A in das Tool implementiert.
AP IV-1-4: Modul Simulation von Handlungsoptionen
Verantwortlich: Dr. H. Behrendt (IGB, Teilprojekt 8), Michels (WASY, Teilprojekt 2),
Die bisher vor allem zu wissenschaftlichen Zwecken genutzten Modelle werden so aufbereitet, dass eine Simulation der Handlungsoptionen weitgehend unabhängig von einer Modellkalibrierung und –validierung erfolgen kann. Dafür soll ein Modul Simulation von Handlungsoptionen entwickelt werden, dass eine menügesteuerte gebiets- und maßnahmespezifische Durchführung von Modellsimulationen zu Veränderungen der Stoffeinträge, -frachten und -konzentrationen erlaubt und in dem die damit verbundenen gewässerökologischen Wirkungen und Kosten darstellt werden können. (vgl. AP V-1-2 des Vorhabens V Bewertung)
AP IV-1-5: Überarbeitung QSim für Nutzung als Tool
Verantwortlich: Dr. H. Fischer (BfG, Teilprojekt 9)
Überarbeitung von QSim für eine Nutzung als Tool Gewässergüte QSim-Elbestrom durch Modellreduktion auf essentielle Eingangs- und Zielvariablen (z.B. Phytoplanktonbiomasse) und rechentechnische Optimierung zur Verminderung der Rechenzeiten.
AP IV-1-6: Disaggregationsroutinen MONERIS Ergebnisse
Verantwortlich: Dr. H. Behrendt (IGB, Teilprojekt 8), I. Michels (WASY, Teilprojekt 6)
Um mit dem Gewässergütetool QSim-Elbestrom die Auswirkungen der Veränderungen von Nährstoffkonzentrationen im Ökosystem des Elbestroms simulieren zu können, müssen die vom Tool Gewässergüte MONERIS-Elbe für die verschiedenen Handlungsstrategien berechneten Jahresmittelwerte in zeitlich höher aufgelöste Monatswerte disaggregiert und als Eingangsdaten für das QSim-Elbestrom bereitgestellt werden. Die in GLOWA II bereits entwickelten Disaggregationsroutinen zur Berechnung der innerjährlichen Änderungen der Konzentrationen von Stickstoff und Phosphor für die Zuflüsse des Elbestroms müssen dafür um eine Routine für gelöstes Silizium ergänzt und in das WISYS überführt werden.
AP IV-1-7: Ausbau QSim zum Gewässergütetool QSim-Elbestrom
Verantwortlich: Dr. H. Fischer (BfG, Teilprojekt 9), I. Michels (WASY, Teilprojekt 6)
Ausbau des Modells QSim zum Tool Gewässergüte QSim-Elbestrom durch Implementierung von WISYS kompatiblen Schnittstellen für die Modelleingangs- und Ergebnisdaten und einer Oberfläche mit Kopplung zu den maßnahmeorientierten Ergebnissen des Tools Gewässergüte MONERIS-Elbe
Arbeitspakete aus dem Vorhaben V Bewertung
V-1: Toolbereitstellung und -integration
AP V-1-1: Überführung der Bewertungsfunktionen aus dem WBalMo-Elbe in das Tool WASSERMENGENMANAGEMENT
Verantwortlich: Dr. V. Meyer (UFZ, Teilprojekt 5)
In diesem Arbeitspaket werden alle Bewertungsfunktionen aus GLOWA-Elbe I, II und III – mit Bezug auf WBalMo – in die Toolbox überführt. Dabei handelt es sich um folgende Module: Kommunale Wasserversorgung, Industrielle Direktentnehmer, Landwirtschaftliche Beregnung, Thermische Kraftwerke, Wasserkraftwerke, Schleusenwasser an touristisch genutzten Nebenwasserstraßen, Bergbausanierung und touristische Folgenutzung, Niederungsfeuchtgebiete. Darüber hinaus werden für alle Module die Schnittstelle zwischen WISYS und WBalMo definiert, die erforderlichen Anpassungen der Benutzeroberfläche des WBalMo konzipiert und entsprechende Beiträge für die Dokumentation und das Nutzerhandbuch erstellt. (UFZ/TUB)
AP V-1-2: Überführung der Module zur ökonomischen Analyse in das Tool Gewässergütemanagement
Verantwortlich: M. Grossmann (TUB, Teilprojekt 2)
In diesem Arbeitspaket werden folgende in GLOWA II erarbeiteten Module für die Integration in MONERIS und Interaktion mit der WISYS Datenbank vorbereitet: (i) Modul zur Beschreibung des Ausgangszustandes der Abwasserinfrastruktur sowie zur Modellierung von Maßnahmen und deren entsprechenden Kosten. (ii) Modul zum Import und zur Umrechnung von mit RAUMIS berechneten Maßnahmen/Szenarienkombinationen in Eingangsgrößen für die Wirkungsanalyse sowie die Kostenanalyse. (iii) Schnittstelle zum Import von Leitdaten für die ökonomische Analyse aus WISYS zum Entwicklungsrahmen (z.B. Bevölkerung ). (iv) Modul zur Ableitung von verschiedenen Kosten-, Wirksamkeits- und Kostenwirksamkeitsindikatoren sowie zur integrierten Bewertung durch die Gegenüberstellung von Kosten und Wirksamkeiten auf verschiedenen räumlichen Ebenen. (TUB/ISI/FAL)
AP V-1-3: Überführung der Multikriterien-Software PRIMATE in die Toolbox
Verantwortlich: Dr. V. Meyer (UFZ, Teilprojekt 5)
Die vorliegende Software ProDecX wird für die Einbindung in die Toolbox vorbereitet. Dabei werden Modifikationen vorgenommen, um insbesondere die Anzahl der zu bewertenden Szenarien verarbeiten zu können und um eine GIS-Schnittstelle zu WISYS und eine Datenschnittstelle zu WBalMo aufzubauen. (UFZ)
