Erhöhung der Robustheit von extremwertstatistischen Methoden zur Analyse hydrologischer Daten (RobEx)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christoph Mudersbach
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 320835634

Zur Bemessung wasserwirtschaftlicher und wasserbaulicher Anlagen bedient man sich in der Hydrologie extremwertstatistischer Methoden, mit denen bestimmten Systemzuständen Überschreitungswahrscheinlichkeiten zugeordnet werden können. Hieraus lassen sich in der Folge Bemessungswerte ableiten. Die wichtigste Grundlage für diese Verfahren bilden gemessene Daten des zu betrachtenden Systems (z.B. Abflussdaten). Für die zuverlässige Anwendung der extremwertstatistischen Verfahren müssen die Daten gewissen Anforderungen genügen. Die Zeitreihen müssen möglichst lang sein und zudem Homogenität, Unabhängigkeit und Stationarität aufweisen. Diese Anforderungen sind bei natürlichen Zeitreihen in den seltensten Fällen erfüllt, weshalb Unsicherheiten in der Anwendung der Extremwertstatistik entstehen. Die Herausforderung und das Ziel des Projektes besteht (a) in der Quantifizierung des Einflusses der einzelnen Parameter auf die Ergebnisse der Extremwertstatistik und (b) der Erarbeitung von Algorithmen, die auch unter Präsenz der oben genannten Einflussfaktoren eine robuste Schätzung der Überschreitungswahrscheinlichkeiten ermöglichen. Das Projekt RobEx wird einen entscheidenden Beitrag zur Minimierung der Unsicherheiten in der statistischen Datenanalyse und damit in der Risikoermittlung liefern. Während in bisherigen Untersuchungen die Effekte von Inhomogenitäten, Persistenzen und Instationaritäten nur im Einzelnen betrachtet wurden, werden in diesem Projekt Schritte zur ganzheitlichen Betrachtung unter Berücksichtigung aller Phänomene vorgenommen. Vor allem im Hinblick darauf, dass sich Forscher zunehmend mit der Frage der Trennung anthropogener und klimatischer Veränderung in hydrologischen Kenngrößen auseinandersetzen, weist das Projekt einen hohen Innovationsgehalt auf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen