Flussverteilungen

Flussverteilungen bezeichnen die statistische Verteilung von Flussmassen (Durchflüssen) in einem Flusssystem, gemessen an Pegeln oder entlang mehrerer Gewässer. Sie beschreiben, wie häufig bestimmte Abflussmengen auftreten, z. B. tägliche Werte, saisonale Zyklen oder jährliche Extremwerte, und dienen der Beurteilung von Normalnutzung, Hochwasserwahrscheinlichkeiten und Wasserressourcenplanung.

Methodisch beruhen Flussverteilungen oft auf langfristigen Messreihen. In der Extremwertanalyse kommt häufig die Generalisierte Extremwertverteilung (GEV) für Jahresmaximumwerte oder die Generalisierte Pareto-Verteilung (GP) für Schwellendaten zum Einsatz. Für nicht-extreme Abflussmengen werden Verteilungen wie Gamma, Lognormal, Weibull oder Beta verwendet. Die Parameterschätzung erfolgt über Maximum-Likelihood, L-Momente oder Bayes-Verfahren; häufig werden regionale Modelle oder Transformationen eingesetzt, um die Vergleichbarkeit zwischen Standorten zu ermöglichen.

Anwendungen umfassen Hochwasservorhersage und -risikobewertung, Entwurf von Hochwasserschutzmaßnahmen, Wasserressourcenmanagement, Infrastrukturplanung (z. B. Staustufen, Kanalnetze) sowie Klima- und Trendanalysen. Flussverteilungen ermöglichen die Quantifizierung von Rückkehrzeiträumen, Extremereignissen und erwarteten mittleren Abflusswerten, was Entscheidungsprozesse in Wasserwirtschaft und Umweltplanung unterstützt.

Herausforderungen ergeben sich aus Nicht-Stationarität durch Klimawandel, saisonalen Mustern, humanen Eingriffen (Dauerfilter, Stauungen), Messfehlern und Datenlücken. Die Wahl der Verteilungsfamilie, die Festlegung von Schwellenwerten bei GP-Modellen sowie die Berücksichtigung räumlicher Abhängigkeiten sind zentrale Unsicherheiten. Robustheit und Validierung der Modelle erfordern daher sorgfältige Diagnostik und Sensitivitätsanalysen.

Siehe auch Hydrologie, Hochwasserrisikobewertung, Extreme Value Theory, Hochwasserrückkehrperioden.