Entwurf Merkblatt DWA-M 520 „Probabilistische Methoden im Wasserbau“

Die DWA hat den Entwurf des Merkblatts DWA-M 520 „Probabilistische Methoden im Wasserbau“ vorgelegt, der hiermit zur öffentlichen Diskussion gestellt wird.

Einwirkungen auf Bauwerke unterliegen räumlichen und zeitlichen Veränderungen. Dynamische Lasten verändern sich entsprechend der Bauwerksnutzung, Wasser-, Wind-, Schnee- und Temperaturlasten schwanken infolge von jahreszeitlichen und klimatischen Einflüssen, Verkehrslasten steigen tendenziell infolge des Personen- und Warentransports, und selbst Eigenlasten können sich wegen einer Degradation über die Jahre verändern. Insbesondere für natürliche Einwirkungen ist die deterministische Angabe oberer Grenzwerte sowie die zu erwartende Häufigkeit hoher Belastungen nur schwerlich möglich. Mit ihrer medialen Aufmerksamkeit nehmen jedoch gerade die extremen Ereignisse (zum Beispiel Deich- oder Talsperrenversagen) Einfluss auf Politik und Gesellschaft und prägen das Tätigkeitsfeld wasserwirtschaftlicher Fachkräfte.

Wenngleich die exakten Werte für Einwirkungen und Widerstände unbekannt sind, lassen sich Beobachtungen (zum Beispiel hydrologische Zeitreihen oder Ergebnisse aus Feld- und Laborversuchen) über statistische Analysen beschreiben und mit stochastischen Methoden modellieren. Derartige Werkzeuge der Probabilistik benötigen wir, weil weit über die Wasserwirtschaft hinaus Konsens darüber besteht, dass wir mit den Folgen von „unwahrscheinlichen“ Extremen in Zukunft noch stärker umgehen müssen, zum Beispiel im Kontext von Hochwasserereignissen (2013, 2021) und Dürren (2018, 2019, 2020).

In einigen, vergleichsweise jüngeren Ingenieurdisziplinen ist der Einsatz probabilistischer Methoden zum Teil bereits weit fortgeschritten. Beispielhaft mögen der Flugzeugbau oder der Kraftwerks- und Turbinenbau genannt sein. Im Wasserbau und insbesondere im Kontext von hochwasserangepasstem Bauen liegt über Jahrhunderte gesammeltes tradiertes Wissen vor, das nachvollziehbar zu hohen Standards und einer substantiellen Mentalität der sicherheitsorientierten Methodenkonstanz führte.

Das vorliegende von der DWA-Arbeitsgruppe WW-1.2 „Probabilistische Methoden im Wasserbau“ (Sprecher: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stamm) im Auftrag des DWA-Hauptausschusses „Wasserbau und Wasserkraft“ im Fachausschuss WW-1 „Hydraulik“ erarbeitete Merkblatt DWA-M 520 „Probabilistische Methoden im Wasserbau“ soll den Leserinnen und Lesern auf anschauliche Weise Grundlagen vermitteln und Kompetenzen im Umgang mit probabilistischen Methoden fördern, um einen detaillierten Einblick in die Zuverlässigkeit ihrer wasserbaulichen und wasserwirtschaftlichen Anlagen zu gewinnen. Dabei werden zunächst grundlegende, themenbezogene Eigenschaften von Daten und Ungewissheiten (umgangssprachlich Unsicherheiten) vorgestellt und dann der logische Weg über semi-probabilistische hin zu probabilistischen Zuverlässigkeitsanalysen genommen. Abgesetzt davon werden subjektive Wahrscheinlichkeiten betrachtet, mit denen die Zuverlässigkeit von Systemen bewertbar wird. Abschließend wird zur Abgrenzung der Methoden ein Ausblick auf den Umgang mit nicht-probabilistischen Ungewissheiten geworfen. Alle Kapitel enthalten aus didaktischen Gründen zahlreiche kleine Rechenbeispiele, an denen die Relevanz und Anwendbarkeit der Methoden für wasserbauliche und wasserwirtschaftliche Themen erkennbar werden.

Das vorliegende Merkblatt wendet sich an Anwender und Anwenderinnen in der Verwaltung, in den Wasserverbänden sowie in Ingenieurbüros, die sich im Kontext von Systemanalysen mit dem Umgang mit Ungewissheit beschäftigen. Gleichermaßen richtet es sich auch an Entwickler und Entwicklerinnen, die ein Interesse daran haben, die methodische Weiterentwicklung im Fachgebiet in ihre Softwarelösungen zu integrieren.

Frist zur Stellungnahme

Das Merkblatt DWA-M 520 „Probabilistische Methoden im Wasserbau“ wird bis zum 31. Dezember 2022 öffentlich zur Diskussion gestellt. Hinweise und Anregungen erbittet die DWA schriftlich, möglichst in digitaler Form, an:

DWA-Bundesgeschäftsstelle, Dipl.-Geogr. Georg Schrenk, Theodor-Heuss-Allee 17, 53773 Hennef; E-Mail: schrenk@dwa.de

Für den Zeitraum des öffentlichen Beteiligungsverfahrens kann der Entwurf kostenfrei im DWA-Entwurfsportal eingesehen werden: www.dwa.de/entwurfsportal. Dort ist auch eine digitale Vorlage zur Stellungnahme hinterlegt. Im DWA-Shop ist der Entwurf als Printversion oder als E-Book im PDF-Format erhältlich.

Entwurf Merkblatt DWA-M 520 „Probabilistische Methoden im Wasserbau“, Oktober 2022, 118 Seiten, ISBN 978-3-96862-242-2, Ladenpreis: 106 Euro, fördernde DWA-Mitglieder: 84,80 Euro

Herausgeberin und Vertrieb

DWA-Bundesgeschäftsstelle, Theodor-Heuss-Allee 17, 53773 Hennef; Tel. 0 22 42/872-333, Fax 0 22 42/872-100, E-Mail: info@dwa.de, DWA-Shop: www.dwa.de/shop