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WEAP ist eine Initiative des Stockholm Environment Institute.


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Warum WEAP?

Einleitung     Hintergrund     Methodik     Beispiele     Entwicklung

Einleitung

WEAP ist eine Software zur umfassenden Wasserressourcenplanung, die den erfahrenen Planer unterstützen, jedoch nicht ersetzen soll. Sie stellt ein umfassendes, flexibles und benutzerfreundliches Gerüst für die Planung und Strategieanalyse bereit. Eine wachsende Zahl von Wasserspezialisten sehen in WEAP eine nützliche Bereicherung ihres Werkzeugkastens voller Modelle, Datenbanken, Tabellen und anderer Software. Diese Einführung stellt Ihnen den Zweck, den Ansatz und die Struktur von WEAP vor. Eine detailierte technische Beschreibung der Einsatzmöglichkeiten von WEAP ist an anderer Stelle veröffentlicht, dem WEAP Benutzerhandbuch.

Hintergrund

Viele Regionen sehen sich bezüglich des Trinkwassermanagements großen Herausforderungen ausgesetzt. Die Verteilung begrenzter Wasserressourcen, Bedenken bezüglich umweltverträglichkeit, Planung unter dem Eindruck des Klimawandels, und der Notwendigkeit, nachhaltige Wasserstrategien zu entwickeln setzen die Wasserplaner in zunehmendem Maße unter Druck. Herkömmliche, Dargebotsorientierte Simulationsmodelle sind nicht immer geeignet das gesamte Spektrum an Managementoptionen aufzuzeigen.

Während des lezten Jahrzehnts hat sich ein umfassender Ansatz in der Wasserplanung etabliert, der Versorgungs-Projekte in Zusammenhang bringt mit Bedarfsmanagement, Wasserqualität und Naturschutzmaßnahmen WEAP beinhaltet diese Beziehungen in einem praktischen Tool für Wasserressourcenplanung. WEAP setzt verbraucherseitige Fragen wie Verbrauchsmuster, Effizienzen, Strategien zur Wiederverwendung, Kosten und Zuweisungsschemata dargebotsseitigen Fragen wie Abflussraten, Grundwasserspeicher, Stauseen und Wasserleitungen gleichberechtigt gegenüber. WEAP kennzeichnet ausserdem sein integrierter Ansatz, sowohl die natürlichen (z.B. Evoprationbedarf, Abfluß, Basisabfluß) als auch die technischen Einflußgrößen (z.B. Stauseen, Grundwasserentnahme) auf den Wasserhaushalt zu simulieren. Dies erlaubt dem Planer einen umfassenderen Einblick in das weite Spektrum der Einflußfaktoren, die für das Management der Wassernutzung jetzt und in der Zukunft in Betracht gezogen werden müssen. Das Ergebnis ist ein effektives Werkzeug um alternative Wasserentwicklungs- und Managmentoptionen aufzuzeigen.

WEAP kann vielfach eingesetzt werden:

  • Wasserbilanzdatenbank: WEAP dient als System zur Verwaltung von Informationen über Wasserverbrauch- und bedarf.
  • Szenarienentwicklung: WEAP simuliert Wasserbedarf, Dargebot, Abflüsse, Speichervolumen, Verschmutzungsquellen, Entnahmemengen und Wasserqualität in Flüssen.
  • Strategieanalyse: WEAP bewertet ein weites Spektrum von strategischen und Managementoptionen und berücksichtigt verschiedene und konkurrierende Nutzungen.

Der WEAP-Ansatz

WEAP operiert auf dem Grundprinzip einer Wasserbilanz und kann auf kommunalen und landwirtschaftlichen Systemen aufgebaut werden, auf einem einzelnen Einzugsgebiet oder auf komplexen, grenzüberschreitenden Flußsystemen. Darüberhinaus ist WEAP in der Lage ein weites Spektrum natürlicher und technischer Einflußgrößen, wie Oberflächenabfluß, Basisabfluß und natürliche Grundwasserneubildung; Bedarfsanalysen nach Sektoren; Wassererhaltung; Wasserrecht und Prioritäten der Verteilung; Staudammbetrieb; Stromerzeugung durch Wasserkraft; Verunreinigungen und Wasserqualität; Schutzfunktionsanalysen; Umweltschutzauflagen. Ein ökonomisches Modul erlaubt dem Anwender ausserdem eine Kosten-Nutzen-Vergleichsanalyse anzustellen.

Der Modellierer erstellt ein Abbild des Systems mit seinen verschiedenen Quellen (z.B. Flüsse, Bäche, Grundwasser, Stauseen und Entsalzungsanlagen), der Entnahme, dem Leitungssystem, Kläranlagen, Wasserverbraucher, Quellen von Verunreinigungen und Nutzungsbeschränkungen im Sinne des Umweltschutzes. Die Datenstruktur und der Detailierungsgrad können ohne weiteres angepasst werden, um den Anforderungen und der Datenverfügbarkeit des jeweiligen Systems gerecht zu entsprechen.

WEAP-Modelle werden in der Regel in mehreren Schritten aufgebaut.

  • Festlegung des Arbeitsbereichs: Die Festlegung des Zeitrahmens, der geographischen Abgrenzungen und der Komponenten des Systems sowie die Formulierung der Problemstellung.
  • Current Accounts (Ist-Zustand): Eine Momentaufnahme des aktuellen Wasserbedarfs, des Verschmutzungsgrads sowie des Dargebots und Bedarfs innerhalb des Systems wird entwickelt. Diese kann als Kalibrierungsschritt in der Modellentwicklung angesehen werden.
  • Szenarien: Eine Reihe alternativer Annahmen zu Einflüssen durch zukünftige Maßnahmen, der Kostenentwicklung oder des Klimas auf beispielsweise den Wasserbedarf, die Hydrologie oder die Verschmutzung können verglichen werden. (Mögliche Szenarien werden im nächsten Punkt vorgestellt.)
  • Bewertung: Die Szenarien werden im Hinblick auf Bedarfsdeckung, Kosten und Ertrag, Umweltverträglichkeit und der Anfälligkeit auf Ungenauigkeiten in Schlüsselparametern bewertet.

Beispiele von Szenarienanalysen in WEAP

Die Szenarienanalyse ist das zentrale Element in WEAP. Szenarien werden herangezogen um die Reaktionen des Modells auf eine Reihe von "was wäre wenn"- Fragen zu erkunden, wie etwa :

  • Was wäre, wenn sich die demographische und wirtschaftliche Entwicklung ändern?
  • Was wäre, wenn sich die Betriebspläne eines Staudamms ändern?
  • Was wäre, wenn die Grundwasservorräte weiter ausgebeutet werden?
  • Was wäre, wenn Schutzmaßnahmen ergriffen werden?
  • Was wäre, wenn strengere Umweltauflagen erlassen würden?
  • Was wäre, wenn überschüssiges Oberflächenwasser dem Grundwasser zugeführt würde?
  • Was wäre, wenn ein Recyclingprogramm eingeführt würde?
  • Was wäre, wenn eine effizientere Bewässerungstechnik angewendet würde?
  • Was wäre, wenn andere Feldfrüchte angebaut würden?
  • Wirkt sich der Klimawandel auf Angebot und Nachfrage aus?
  • Wie wirkt sich Verschmutzung im Oberlauf auf die Wasserqualität im Unterlauf aus?
  • Wie wirken sich Änderungen in der Landnutzung auf den Oberflächenabfluss aus?

WEAP Entwicklung

Das Stockholm Environment Institute stellt den größten Anteil für die Entwicklung der WEAP Software bereit. Das Hydrologic Engineering Center des US Army Corps of Engineers förderte bedeutende Verbesserungen. Verschiedene Einrichtungen, darunter die UN, Weltbank, USAID, US EPA, IWMI, Water Research Foundation (ehemals AwwaRF) und der Global Infrastructure Fund of Japan leisteten Projektunterstützung. WEAP wurde zu Wasserstudien in vielen Ländern angewendet, darunter : die Vereinigten Staaten, Mexico, Brasilien, Deutschland, Ghana, Burkina Faso, Kenia, Südafrika, Mosambik, Ägypten, Israel, Oman, Zentralasien, Indien, Sri Lanka, Nepal, China, Südkorea, und Thailand.

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