Übersicht über die Funktionen von AquaZIS (PDF)

Übersicht über die Funktionen von
AquaZIS
Zeitreiheninformationssystem
für die Wasserwirtschaft
Aachen, April 2008
aqua plan
Ingenieurgesellschaft für Problemlösungen in Hydrologie und Umweltschutz mbH
Goethestr. 5, 52064 Aachen – Tel.: 0241 40070-0, Fax: 0241 40070-99
Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Gerhard Langstädtler, Markus von Brevern
Amtsgericht Aachen HRB 5290
Bankverbindungen: Postbank Dortmund, Kto. Nr. 814608-469, BLZ 44010046
Sparkasse Aachen, Kto. Nr. 15009905, BLZ 39050000
E-Mail: post@aquaplan.de · http://www.aquaplan.de

Inhaltsverzeichnis
1 Kurze Einleitung 1
2 Grundprinzipien für den Umgang mit AquaZIS 2
2.1 Karte und Achsenkreuze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2 Weitergabe von Informationen an die Unterprogramme . . . . . . . . . . . 2
2.3 Belegung der Maustasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.4 Optionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.5 Das ” Gedächtnis“ von AquaZIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 Die Funktionen der Hauptoberfläche 4
3.1 Menüleiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3.2 Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3 Basiswerkzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3.1 Schnellabfrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.3.2 Vorauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.3.3 Bearbeitungszeitraum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.4 Selektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3.5 Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.3.6 Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Statuszeile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4 Fachspezifische Funktionen von AquaZIS 15
4.1 Stammdaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.2 Datentausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.3 Einzelwerterfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.4 Visualisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.5 Zeitreihenfolgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.6 Bearbeitungsstufen von Zeitreihen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.7 Prüfung, Rekonstruktion und Korrektur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.8 Messlücken schließen und Messfehler beheben . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.9 Abflusskurven erstellen und bearbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.10 Berechnung von Abfluss aus Wasserstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.11 Kellerhöhenverwaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.12 Touren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.13 Isolinien (Gleichenpläne) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4.14 Niederschlagsjährlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.15 Abflussvolumen bestimmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.16 Schwellenwertereignisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.17 Häufigkeiten und Dauerlinien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.18 Doppelsummen- und Korrelationsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.19 Statistik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
I

4.19.1 Sachgebiet Oberflächenhydrologie (Hydrometrie) . . . . . . . . . . . 32
4.19.2 Sachgebiet Niederschlag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.20 Trockenwetter- und Schmutzwasserkalender . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.21 Reports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5 Über uns... 53
II

1 Kurze Einleitung
AquaZIS ist das Zeitreiheninformationssystem für alle Sachgebiete der Hydrologie und
Wasserwirtschaft. Daten der Sachgebiete Niederschlag, Hydrometrie, Grundwasser und
Klima werden über ein Programmsystem bearbeitet.
AquaZIS vereint Daten aus unterschiedlichsten Messgeräten verschiedenster Hersteller
und stellt Auswertungen und Ergebnisse für Simulationswerkzeuge sowie geografische Informationssysteme
bereit.
Durch seine Skalierbarkeit ist es als Verwaltungs- und Auswertesystem sowohl für Kommunen,
Städte, Verbände und unabhängige Betreiber von Messstellen als auch für eine
gutachterliche Tätigkeit einsetzbar.
Bei der Navigation und Informationsabfrage stehen die Messstellen im Vordergrund. Den
Messstellen werden Zeitreihen zugeordnet. Zeitreihen sind durch ihre Attribute eindeutig
definiert und daher klassifiziert abfragbar.
Zum Bearbeiten und Auswerten von Zeitreihen existieren zahlreiche Methoden, wie z.B.
Erstellen von Abflusskurven, Berechnen der Etawerte, Abflussberechnung etc. Sämtliche
Arbeitsschritte, Prüfungen und Ergebnisse lassen sich als Reports ausgeben.
Ein besonderes Merkmal der aqua plan-Programmsysteme ist, dass sie die Messstellen
des Beobachtungsgebietes zusammen mit anderen geografischen Layern in einer Karte
anzeigen. Damit werden die räumlichen Zusammenhänge deutlich. Die Darstellung von
zeitlichen Auswertungen erfolgt durch Achsenkreuze. Beide Elemente lassen sich grafischinteraktiv
bedienen. So bewegen Sie sich sehr schnell und sicher im Raum (der Karte)
und in der Zeit (den Achsenkreuzen) und können alle Arbeitsgänge visuell verfolgen.
Eine Online-Hilfe, mit der die Bedienungselemente hinterlegt sind, unterstützt Sie bei
jedem Arbeitsschritt.
Grundlage von AquaZIS ist das aqua plan-Zeitreihenmanagementsystem AquaZRMS,
mit dem Sie beliebige Messwerte in unterschiedlichen Qualitätsstufen redundanzfrei speichern
können. Dies gewährleistet, dass Sie Zeitreihen, wie beispielsweise Originaldaten
sowie korrigierte, kalibrierte und synchronisierte Daten, gezielt ablegen bzw. bearbeiten
können. Eine Freigabefunktion ermöglicht es Ihnen, ungeprüfte Rohdaten zu sperren sowie
Daten zur allgemeinen Verwendung freizugeben.
Die Komponenten AquaGramm und Azur realisieren die Erstellung der grafisch-interaktiven
Benutzeroberflächen und somit das Arbeiten mit Zeitreihen.
AquaZIS ermöglicht es mehreren Benutzern, gleichzeitig zu arbeiten. Die Daten befinden
sich in einem zentralen Datenpool, der über ein LAN (Local Area Network) mit allen
Arbeitsplätzen verbunden ist. Über eine Benutzerverwaltung mit Login können fachlich
orientierte Zugriffsrechte von einem Administrator vergeben werden.
In dieser Einstiegsdokumentation möchten wir Ihnen die Grundprinzipien für den Umgang
1

mit AquaZIS (↩→ Kap. 2), die Funktionen der Zentralen Benutzeroberfläche (↩→ Kap. 3)
sowie einige der fachspezifischen Funktionen (↩→ Kap. 4) vorstellen.
2 Grundprinzipien für den Umgang mit AquaZIS
In den folgenden Abschnitten erfahren Sie Grundsätzliches zum Zeitreiheninformationssystem
AquaZIS. Zu den zentralen Elementen Karte und Achsenkreuz lesen Sie Kapitel
2.1, wie Sie Ihre Arbeit vereinfachen, indem Sie Voreinstellungen machen, erfahren Sie in
Kapitel 2.2 und die Belegung der Maustasten für den Umgang mit der Karte und den
Achsenkreuzen wird in Kapitel 2.3 angesprochen. Wie Sie das Erscheinungsbild und die
dargebotenen Funktionen der einzelnen Oberflächen von AquaZIS auf Ihre speziellen
Bedürfnisse und Arbeitsweisen anpassen, ist in den Kapiteln 2.4 und 2.5 beschrieben.
2.1 Karte und Achsenkreuze
Zentrale Elemente aller aqua plan-Programmsysteme sind die Landkarte auf der Hauptoberfläche
und die Achsenkreuze, in denen Zeit- und Realreihen dargestellt werden.
Die Karte gibt Ihnen einen Überblick über die Lage der Messstellen und ermöglicht Ihnen,
Messstellen für die weitere Bearbeitung vorherzubestimmen.
Zeitliche Auswertungen werden in interaktiven Achsenkreuzen dargestellt. Achsenkreuze
begegnen Ihnen immer wieder im Programm, sei es in der Visualisierung (↩→ Abb. 19),
mit der Sie sich schnell und einfach Ganglinien ansehen können, oder auch in den verschiedenen
Bearbeitungsoberflächen (Import, Ganglinieneditor, Statistiken etc., ↩→ Kap.
4). Beliebige Zeitreihen lassen sich gemeinsam in einem Achsenkreuz oder in einzelnen
übereinander liegenden Achsenkreuzen darstellen. Alle Grafiken sind zoom- und scrollbar.
2.2 Weitergabe von Informationen an die Unterprogramme
In allen aqua plan-Programmsystemen haben Sie die Möglichkeit, auf der Hauptoberfläche
Voreinstellungen zu machen, die an die Unterfunktionen weitergegeben ( ” vererbt“)
werden.
So können Sie hier die zu bearbeitende(n) Messstelle(n) vorbestimmen ( ” selektieren“),
Attribute vorwählen und den Bearbeitungszeitraum festlegen. Wie Sie dabei vorgehen,
erfahren Sie in den Kapiteln 3.3.2, 3.3.3 und 3.3.4.
HINWEIS:
Diese Vorauswahl ist kein ” Muss“, auch die Unterprogramme bieten die entsprechenden
Eingabemöglichkeiten.
2

Wenn Sie jedoch verschiedene Auswertungen zu einer Messstelle oder Messstellengruppe
vornehmen, ist es eine Arbeitserleichterung, weil Sie diese Standardeinstellungen
nur einmal machen müssen.
2.3 Belegung der Maustasten
Für den Umgang mit der Karte und den Achsenkreuzen gibt es spezielle Maustastenbelegungen.
So können Sie beispielsweise über Mausklick einzelne Stationen selektieren oder
– mit Hilfe eines Rubberbands (↩→ Abb. 1) – zoomen oder Messstellen auch flächenweise
selektieren und deselektieren.
HINWEIS:
Die Maus soll Ihre Tätigkeit erleichtern, indem Arbeitsgänge verkürzt werden.
Alle Schritte, die Sie mit Hilfe der speziellen Maustastenbelegung durchführen,
sind jedoch auch durch andere Funktionen ersetzbar (i.d.R. Buttons).
Abbildung 1: Rubberband, aufgezogen mit der Maus
3

2.4 Optionen
Es gibt immer wieder Funktionen in AquaZIS, die von einzelnen Bearbeitern unterschiedlich
häufig oder möglicherweise auch gar nicht benötigt werden. Diese sind als Optionen
durch Rahmen oder Trennlinien zusammengefasst und können mit x in der rechten
oberen Ecke auf Wunsch hinzu- bzw. ausgeschaltet werden. Dadurch können Sie einzelne
Oberflächen so gestalten, wie Sie sie benötigen. Diese Einstellungen werden für jeden
Benutzer individuell gespeichert (↩→ Kap. 2.5).
HINWEIS:
Gestaltungsmöglichkeiten der Hauptoberfläche bieten die Systemeinstellungen
(↩→ ausführliche Dokumentation).
2.5 Das ” Gedächtnis“ von AquaZIS
Beim ordnungsgemäßen Verlassen einer Oberfläche (über X oder Ende ) bleiben die
wichtigsten Einstellungen bis zum nächsten Aufruf erhalten. Dies gilt beispielsweise für
• den dargestellten Kartenausschnitt,
• die Fensterposition und -größe,
• das An- und Abschalten von Optionen (↩→ Kap. 2.4),
• gewählte Listeneinträge und
• Alternativwahlen.
Das Speichern dieser Einstellungen erfolgt benutzerspezifisch. So zeigt AquaZIS jedem
einzelnen Anwender das ihm gewohnte ” Gesicht“.
3 Die Funktionen der Hauptoberfläche
Nach dem Aufruf von AquaZIS gelangen Sie auf die zentrale Benutzeroberfläche (↩→
Abb. 2). Sie ist die Basis, über die Sie die einzelnen Arbeitsschritte in Gang setzen.
3.1 Menüleiste
Über die Menüs im oberen Bereich rufen Sie die Unterfunktionen von AquaZIS auf. Diese
sind in der ausführlichen Dokumentation genau erklärt.
4

Abbildung 2: Zentrale Benutzeroberfläche von AquaZIS
Die Anzahl der angebotenen Menüs und Unterfunktionen wird über die Zugriffsrechte im
Benutzerprofil begrenzt und kann über die Systemeinstellungen (↩→ ausführliche Dokumentation)
beliebig gesteuert werden.
3.2 Karte
Die Karte in AquaZIS hat drei wesentliche Funktionen:
1. Sie gibt einen Überblick über die Lage der Messstellen und ihre räumlichen Bezüge.
Abbildung 3: Menüleiste auf der Hauptoberfläche von AquaZIS
5

2. Durch Selektion lassen sich einzelne Stationen für die weitere Bearbeitung vormerken
(↩→ Kap. 3.3.4).
3. Mit Hilfe der Maus können Schnellabfragen zu Messstellen und Kartenelementen
gemacht werden (↩→ Kap. 3.3.1).
Bei Bedarf kann die Karte geschlossen werden (Menü ▽ Datei → Karte schließen). Dies
könnte z.B. an reinen Einzelwerterfassungs-Arbeitsplätzen gewünscht sein.
3.3 Basiswerkzeuge
Abbildung 4: Basiswerkzeuge auf der Hauptoberfläche
Die Funktionen zur Schnellabfrage, zum Navigieren und für die Voreinstellungen sind die
Basiswerkzeuge von AquaZIS. Mit ihnen verschaffen Sie sich schnell einen Überblick
über Zeitreihen- und Stammdateninformationen, sie unterstützen Sie beim Zoomen und
Scrollen in der Karte und geben Ihnen die Möglichkeit, den Bearbeitungszeitraum, das
Sachgebiet sowie einzelne Messstellen für die weitere Bearbeitung vorzubestimmen (↩→
Kap. 2.2). Sie befinden sich im linken Bereich der Hauptoberfläche und sind als Optionen
in einzelne Funktionsbereiche eingeteilt und durch Rahmen zusammengefasst. Weil nicht
6

jeder Bearbeiter alle Funktionen gleichermaßen nutzt, kann jeder einzelne Funktionsbereich
über die Systemeinstellungen auf Wunsch hinzu- bzw. ausgeschaltet werden.
Wie Sie mit den einzelnen Basiswerkzeugen umgehen, erfahren Sie in den folgenden Kapiteln
3.3.1 bis 3.3.6.
3.3.1 Schnellabfrage
Über die Stationen in der Karte können Sie direkt Informationen zur Zeitreihenverfügbarkeit,
zu den Stammdaten, zu Messwerten und zur Karte aufrufen.
Dazu wählen Sie als erstes in der Auswahlliste ZR-Kurz ▽ (↩→ Abb. 5) das Programm
zur Schnellabfrage.
Klicken Sie dann mit der mittleren Maustaste das Messstellensymbol einer Station in der
Karte oder ggf. ein Kartenelement an, wird das gewählte Programm ausgeführt.
Abbildung 5: Auswahlliste Schnellabfrage
Die Auswahlliste ist in vier Bereiche gegliedert:
1. Infos
Alle Informationen werden über die Infozeile oberhalb der Karte ausgegeben.
7

2. Listen
Alle Informationen werden über ein Tabellenfenster (↩→ Abb. 6) ausgegeben. Diese
Informationen sind etwas ausführlicher als diejenigen unter Infos. Der Inhalt der
Tabellen lässt sich mit DBF-Export als dbf-Tabellenrelation exportieren.
Abbildung 6: Beispiel einer Schnellabfrage (Listen): Min, Mittel, Max, Summe
3. Module
Mit Betätigen der mittleren Maustaste rufen Sie die entsprechende Unterfunktion
von AquaZIS mit Vorbelegung der angeklickten Messstelle auf (ein Beispiel ↩→
Abb. 7).
Abbildung 7: Beispiel einer Schnellabfrage (Module): Stationsbilder
4. Karte
Die Darstellung einzelner Messstellen in der Karte wird geändert.
8

3.3.2 Vorauswahl
Unter Sachgebiet können Sie die gesamte weitere Bearbeitung auf ein Sachgebiet beschränken.
Ist beispielsweise 20,Hydrometrie ▽ gewählt, so werden in der Karte und
in allen Messstellenlisten nur Stationen des Pegelwesens angezeigt. Auch im Attributfilter
(s.u.) wird nur noch das gewählte Sachgebiet angezeigt.
Im Rahmen Vorauswahl lässt sich der Attributfilter aufrufen oder alternativ der Parameter
für die Bearbeitung vorwählen. (Welches der beiden Elemente angezeigt wird, lässt sich
über die Systemeinstellungen festlegen.)
Mit beiden wird durch Eingrenzung die Suche nach Zeitreihen erleichtert.
Attributfilter
Abbildung 8: Rahmen Vorauswahl: Attributfilter bzw. Parameterliste
In der aqua plan-Zeitreihenverwaltung werden die Zeitreihen nach ihren Attributen abgelegt
und angesprochen. Mit dem Attributfilter (↩→ Abb. 9) haben Sie die Möglichkeit,
die Zeitreihenattribute in der gewünschten Weise vorzuwählen. Beim Aufruf von Unterfunktionen
sucht das System dann für gewählte Stationen die entsprechenden verfügbaren
Zeitreihen.
HINWEIS:
Mit der Unterscheidung der 9 Identifikationsattribute wird die Reihe in Aqua-
ZIS eindeutig bestimmt.
Parameter
Eine etwas einfachere Möglichkeit zur Vorauswahl ist die Parameterliste. Hier wählen Sie
ausschließlich den Parameter vor, eine weitere Eingrenzung bei der Suche nach Zeitreihen
ist nicht vorgesehen.
9

3.3.3 Bearbeitungszeitraum
Abbildung 9: Attributfilter
Den Bearbeitungszeitraum tragen Sie in die in Abbildung 10 dargestellten Eingabefelder
ein. Er wird daraufhin in allen Unterfunktionen übernommen.
Abbildung 10: Eingabe des Bearbeitungszeitraumes
Anstelle der Punkte können Sie bei der Zeiteingabe auch Kommas benutzen. Dies ermöglicht
die bequeme Eingabe über den Nummernblock der Tastatur.
3.3.4 Selektion
Mittels Selektion werden Messstellen, mit denen Sie arbeiten möchten, ” vorgemerkt“. Dies
erleichtert die weitere Bearbeitung dieser Stationen. Der Text und das Messstellensymbol
werden daraufhin in der Karte in rot dargestellt (↩→ Abb. 11).
10

Abbildung 11: Selektierte und nicht selektierte Messstellen
Auch beim Selektieren können Sie auf mehrere Arten vorgehen:
1. Selektieren mit der Maus
→ linke Maustaste (entweder einzeln durch einfachen Mausklick auf das Messstellensymbol
oder flächenweise durch Aufziehen eines Rubberbands)
2. Selektieren über die Funktionen auf der Hauptoberfläche
→ Rahmen Selektion (↩→ Abb. 12)
3. Selektieren über Stammdatenfilter
4. Selektieren von definierten Gruppen
Werden Informationen bestimmter Stationen häufig zusammen benötigt, ist es sinnvoll,
diese Stationen zu einer Gruppe zusammenzufassen. Diese Selektionsgruppen
lassen sich dann jederzeit einfach über die Hauptoberfläche aufrufen (oder auch an
vielen anderen Stellen als Zusammenstellung definierter Stationen benutzen).
11

3.3.5 Navigation
Abbildung 12: Funktionen zum Selektieren
Für die Navigation in der Karte stehen Ihnen folgende Möglichkeiten zur Verfügung:
1. Zoomen mit der Maus
→ rechte Maustaste (Rubberband)
2. Zoomen und Scrollen über die Navigationsbuttons
→ Rahmen Navigation (↩→ Abb. 13)
3.3.6 Karte
Abbildung 13: Funktionen zum Navigieren
Mit den Funktionen im Rahmen Karte können Sie
• vordefinierte Persönliche Messstellen anzeigen lassen
• die Kartenkontrolle aufrufen (sie dient dem Laden und Darstellen von Layern und
Szenerien)
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Abbildung 14: Kartenfunktionen
• die Funktionen für den Kartendruck aufrufen
• einen x Rahmen mit den Gauß-Krüger-Koordinaten einblenden
• die aktuelle Position des Mauszeigers in der Karte (X- und Y-Koordinaten) anzeigen
lassen
3.4 Statuszeile
Die Statuszeile befindet sich im unteren Bereich der Hauptoberfläche. Hier werden Bearbeitungshinweise,
Warnungen und Fehlermeldungen ausgegeben.
TIPP:
Sollte einmal einer Ihrer Arbeitsschritte nicht das gewünschte Ergebnis hervorbringen,
schauen Sie als erstes auf die Statuszeile. Oft erhalten Sie hier die
Informationen, die Sie weiterbringen.
13

Abbildung 15: Ausdruck der Karte unter AquaZIS
14

4 Fachspezifische Funktionen von AquaZIS
In diesem Kapitel möchten wir Ihnen einige der Unterfunktionen von AquaZIS exemplarisch
vorstellen. Sie sollen lediglich einen Überblick über einige der Möglichkeiten geben,
die AquaZIS Ihnen bietet.
4.1 Stammdaten
Mit AquaZIS lassen sich Stammdaten ganz einfach erfassen, verwalten, ändern, löschen,
durch Filterfunktionen selektieren und Informationen für Auswertungen, Reports und
Grafiken bereitstellen.
Außerdem haben Sie die Möglichkeit, Stammdaten zu importieren und in zahlreiche Formate
zu exportieren.
Abbildung 16: Benutzeroberfläche Stammdaten
15

4.2 Datentausch
Import:
Die Importfunktion ermöglicht es Ihnen, Zeitreihen sämtlicher Fremd- bzw. Austauschformate
nach AquaZIS zu importieren, visuell und tabellarisch zu kontrollieren und fehlende
Attribute zu ergänzen. Realisiert sind zur Zeit etwa 100 Formate, die automatisch
erkannt und ausgelesen werden. Das System prüft selbstständig, ob der zu importierende
Zeitbereich in der empfangenden Zeitreihe schon vorhanden ist und warnt Sie bei Überschneidungen.
Vor dem Import kann die im System vorhandene Reihe zusammen mit dem
zu importierenden Datensegment grafisch dargestellt werden.
Abbildung 17: Import
Zusätzliche Importfunktionen für Grundwasser:
Neben den allgemeinen Importfunktionen lassen sich Daten aus Datenloggern
verschiedenster Hersteller importieren sowie Daten, die mit einem ” Mobilen
Datenerfassungsgerät“ (MDE) oder Palm (Software AquaLogger) erfasst
wurden.
16

Export:
Der Export von Zeitreihen ist u.a. in die Formate DVWK, ED, MD, SMUSI, LWA-Flut,
AQZ-ASCII, NASIM, UVF, DBF und Geotronic-Format möglich. Beim Export können
Sie zeitliche Diskretisierung und Auswertung wählen. So können z.B. beim Export aus
einer kontinuierlichen Abflusszeitreihe die Frachten für Tage exportiert werden oder ein
kontinuierlicher Wasserstand in die Einheit müNN umgerechnet werden.
Vereinfachter Datentausch:
Institutionen, die aqua plan-Programme verwenden, können Daten leicht untereinander
austauschen. Dies wird durch ein binäres Pack-Format realisiert, das die kompletten Informationen
aller zu tauschenden Zeitreihen enthält (Qualitäten, Texte) und gleichzeitig
platzsparend, schnell und sicher ist.
4.3 Einzelwerterfassung
Neben den Importfunktionen steht Ihnen die Einzelwerterfassung zur Verfügung, mit der
Sie Intervall-, Momentan- und kontinuierliche Zeitreihen tabellarisch erfassen und ändern
können. Mit Hilfe einer Prüfgrafik können sie Ihre Eingaben sofort kontrollieren. Dabei
wird in der Grafik mit einem Pfeil markiert, wo Sie sich gerade in der Tabelle befinden.
Umgekehrt führt ein Mausklick in die Grafik zu einer Anzeige des entsprechenden
Zeitpunktes in der Tabelle.
Abbildung 18: Einzelwerterfassung mit Prüfgrafik
17

Zusätzliche EWE-Funktionen für Grundwasser:
Abstich-, Grundwasserstands-, Rohroberkanten- und Senkungsdaten erfassen
Sie über eine speziell dafür vorgesehene Oberfläche.
4.4 Visualisierung
Mit AquaVit, der Oberfläche zum Visualisieren und Editieren, können Sie beliebige
Parameter auch aus unterschiedlichen Sachgebieten, z.B. Niederschlag, Wasserstand und
Grundwasserstand gemeinsam darstellen (↩→ Abb. 19, hinten) . Alle Grafiken sind zoomund
scrollbar. Darüber hinaus können Sie mit AquaVit Auswertungen vornehmen sowie
Zeitreihen grafisch und tabellarisch editieren. Sämtliche Darstellungen lassen sich als
Report ausgeben.
Abbildung 19: Visualisierung: AquaVIT und VisuQuick
Neben AquaVit steht Ihnen das VisuQuick (↩→ Abb. 19, vorne) als weitere Visualisieroberfläche
zur Verfügung. Es verschafft Ihnen schnell einen Überblick über die zu
bearbeitenden Reihen. Sie können mehrere Ganglinien auch unterschiedlicher Sachgebiete
und Stationen in einem oder in mehreren Achsenkreuzen darstellen. Die Anzahl der zu
ladenden Achsenkreuze ist praktisch nicht begrenzt.
18

4.5 Zeitreihenfolgen
Mit AquaZIS lassen sich beliebige Abschnitte unterschiedlicher Zeitreihen miteinander
kombinieren. Diese Abschnitte können aus unterschiedlichen Stationen stammen, die Attribute
müssen nicht übereinstimmen. Weil lediglich die Definition der Folge abgelegt wird,
ist eine redundanzfreie Speicherung gewährleistet. Änderungen der Ausgangsreihen fließen
automatisch in die Zeitreihenfolge ein. Zeitreihenfolgen lassen sich in allen Anwendungen
verwenden.
4.6 Bearbeitungsstufen von Zeitreihen
Die Bearbeitung von Zeitreihen erfolgt in Qualitätsschichten nach folgender Struktur:
0 Original 3 Lücken gefüllt
1 Bereinigt 4 Korrigiert
2 Kalibriert/Synchronisiert 5 Veröffentlicht
Die Originalreihe bleibt stets unverändert. Höhere Bearbeitungsstufen werden redundanzfrei
im System abgelegt, d.h. nur die Änderungen überlagern die niedrigere(n) Qualität(en).
Die korrekte Qualitätsstufe wird bei der Änderung automatisch vom System zugewiesen.
Abbildung 20: Grafische Editiermöglichkeiten
19

4.7 Prüfung, Rekonstruktion und Korrektur
Mit dem Ganglinieneditor für den Niederschlag ermöglicht Ihnen AquaZIS, Lücken zu
suchen, Abweichungen zwischen Messer- und Schreibersummen aufzuspüren, aufbereitete
Niederschläge zu untersuchen sowie Starkregenereignisse und andere Auffälligkeiten
(z.B. Treppenlinien, Verstopfungen) besonders unter die Lupe zu nehmen. Direkt im Anschluss
nehmen Sie die entsprechenden Korrekturen bzw. Rekonstruktionen von Werten
vor, indem Sie z.B. Schreiber- an Messerdaten angleichen, Lücken füllen und Daten aus
Ersatzschreibern einfügen und angleichen.
Abbildung 21: Ganglinieneditor Niederschlag
20

4.8 Messlücken schließen und Messfehler beheben
Mit dem Ganglinieneditor ” Prüfen und Korrigieren kontinuierlicher Zeitreihen“ können
Sie fehlerhafte Ganglinien korrigieren, synchronisieren und kalibrieren sowie über lineare
Regressionsrechnung den Zusammenhang zwischen kontinuierlichen Zeitreihen bestimmen.
Die nächsten beiden Abschnitte zeigen beispielhaft das Füllen von Lücken über eine
Vergleichsreihe sowie das Kalibrieren und Synchronisieren einer Reihe.
Lücken mit Hilfe einer Vergleichsreihe füllen
Als Vergleichszeitreihen können Ganglinien anderer Messstellen oder Überlagerungen mehrerer
Zeitreihen herangezogen werden. Die additive Überlagerung von Abfluss lässt sich
beispielsweise automatisch in Wasserstand am bearbeiteten Pegel zurückrechnen. So können
Sie Ersatzreihen konstruieren und in Beobachtungslücken einfügen. Dabei wird eine zeitliche
Verschiebung (Lag) berücksichtigt. Derartige Änderungen werden als ” rekonstruiert“
kommentiert und können jederzeit rückgängig gemacht werden.
Abbildung 22: Ganglinieneditor Hydrometrie (Regression mit Vergleichsreihe)
21

Kalibrieren und Synchronisieren
Über den Ganglinieneditor können Sie fehlerhafte (Pegel-)Ganglinien kalibrieren (= an
(Pegellatten-) Ablesung angleichen) und Zeitfehler in der Aufzeichnung synchronisieren.
Die eingetragenen Korrekturwerte können Sie jederzeit abfragen, ändern und löschen, da
sie als unabhängige Werte in die Zeitreihenverwaltung aufgenommen werden.
Abbildung 23: Ganglinieneditor Hydrometrie (Synchronisieren und Kalibrieren)
4.9 Abflusskurven erstellen und bearbeiten
Abflussmessungen, Abflusskurven und Veränderungswerte kann AquaZIS in einem W-
Q-Diagramm gemeinsam visualisieren, bearbeiten, berechnen, erfassen und grafisch bzw.
tabellarisch drucken.
Sie können diese u.a. aus Abfluss- bzw. Durchflussmessungen als Potenzfunktion oder Exponentialfunktion
berechnen oder aus den hydraulischen Randbedingungen nach Manning-
Strickler, Poleni oder Weisbach konstruieren. Möglich ist auch eine Spline-Interpolation
entlang von Konstruktionspunkten sowie die Konstruktion aus Hilfsgrößen wie u.a.
F ließgeschwindigkeit ∗ F ließquerschnitt, C ∗ √ I und Profilbeiwert.
Zur Plausibilisierung lassen sich Abflussmessergebnisse und Veränderungswerte zusammen
mit den entsprechenden kontinuierlichen Zeitreihen darstellen.
22

Abbildung 24: Abflusskurveneditor mit Kurve nach Eta-Verfahren und Darstellung von
Etawerten
Abbildung 25: Abflusskurveneditor mit Kurve nach Stau-Verfahren und Darstellung von
Kurvengültigkeiten und Veränderungswerten
23

4.10 Berechnung von Abfluss aus Wasserstand
Diese Berechnung erfolgt an Pegeln, an denen Abflusskurven, Gültigkeiten unterschiedlicher
Abflusskurven und ggf. Veränderungswerte vorliegen. Veränderungswerte können
nach dem Stauwerte- und dem Eta-Verfahren in die Abflussberechnung einfließen. Als
zusätzliche Hilfe für die manuelle Bearbeitung der Veränderungswerte kann z.B. eine
Krautwuchsreihe hinzugezogen werden.
Für die Produktion wird der Abfluss im Hintergrund immer automatisch neu berechnet,
wenn sich an den Ausgangsdaten etwas ändert.
Abbildung 26: Berechnung von Abfluss aus Wasserstand
24

4.11 Kellerhöhenverwaltung
Im Sachgebiet Grundwasser ermöglicht Ihnen AquaZIS Kellerhöhen verbunden mit Referenzmessstellen
aus deren Umfeld zu verwalten. Mit dem zugehörigen Report können Sie
die Ganglinien Kellerhöhe, Grundwasserstand und Rohroberkante grafisch vergleichen.
4.12 Touren
Abbildung 27: Eingabe und Darstellung von Kellerhöhen
Mit AquaZIS lassen sich auch Messtouren anlegen, editieren, löschen und auf ein MDE
überspielen. In der Karte werden dazu die schematischen Routenübersichten für alle
gewünschten Bereiche angezeigt.
25

4.13 Isolinien (Gleichenpläne)
AquaZIS bietet die Möglichkeit, Gleichenpläne für unterschiedliche Parameter zu erstellen.
So werden beispielsweise Linien gleicher Niederschlagshöhe (Isohyeten) durch Interpolation
der Niederschlagshöhen benachbarter Stationen erstellt (↩→ Abb. 28). Diese
Flächenauswertung kann auch für ” Tage ohne Niederschläge“, jahresweise zyklisch und
für Starkregenaussagen durchgeführt werden. Auch aus Grundwasserdaten lassen sich
Isolinien für beliebige Stationen und Zeitbereiche berechnen (↩→ Abb. 29). Als Auswertgrößen
können Sie die Parameter Grundwasserstand, Abstich, Senkung, Rohroberkante,
Geländeoberkante oder Flurabstand wählen.
Zur Berechnung können beliebige Messstellen, Zeitbereiche und Parameter herangezogen
werden.
Abbildung 28: Niederschlagsgleichen als Isoflächen dargestellt mit Bedienoberfläche
26

Abbildung 29: Grundwassergleichen als Isolinien dargestellt
27

4.14 Niederschlagsjährlichkeit
Die Niederschlagsjährlichkeit von Einzelereignissen lässt sich mit Hilfe einer einfach gestalteten
Oberfläche in Kombination mit dem VisuQuick berechnen.
Abbildung 30: Oberfläche und Report zur Niederschlagsjährlichkeit
28

4.15 Abflussvolumen bestimmen
Bei Abflusszeitreihen beliebigen Ursprungs können Sie für ein beliebiges Zeitintervall das
Abflussvolumen grafisch interaktiv bestimmen. Das Volumen ist absolut berechenbar, über
der Verbindung der Abflussordinaten (Abtrennung des Basisabflusses), über einer konstanten
Restwasserführung oder als Differenz zu einer Vergleichsreihe in einem von Ihnen
gewählten Zeitintervall. Diese Anwendung gibt z.B. sehr schnell Auskunft, welches Volumen
zwischen zwei Pegeln abgeflossen ist bzw. eingeleitet oder entnommen wurde.
Abbildung 31: Volumen von Abfluss- und Durchflusszeitreihen bestimmen
29

4.16 Schwellenwertereignisse
Alle Parameter können Sie auf die Über- bzw. Unterschreitung eines Schwellenwertes
grafisch interaktiv untersuchen. Falls gewünscht dokumentiert AquaZIS das Ergebnis
grafisch und tabellarisch mit Auflistung aller Ereignisse, deren Dauern, Scheitelwerten
mit Zeitpunktangabe, sowie der statistischen Auswertung.
Abbildung 32: Schwellenwertereignisse
30

4.17 Häufigkeiten und Dauerlinien
Mit AquaZIS können Sie Häufigkeiten und Dauerlinien für Mittel, Minima, Maxima oder
Frachten grafisch darstellen und vergleichen.
Abbildung 33: Grafische Darstellung von Häufigkeiten
4.18 Doppelsummen- und Korrelationsanalyse
Diese Untersuchung wird für Auswertungen diskreter Zeitintervalle durchgeführt, die direkt
aus den kontinuierlichen Zeitreihen berechnet werden. Auswertungen können u.a.
Mittelwerte oder Frachten sein. Beide Verfahren eignen sich besonders zur Plausibilitätsprüfung
sowie zur Ergründung von Zusammenhängen. Es ist auch möglich, Reihen
zeitlich gegeneinander zu verschieben (Lag) und Parameter anderer Sachgebiete gegenüberzustellen.
Alle statistischen Parameter und die Regressionsgleichungen lassen sich
zusammen mit der Grafik als Report ausgeben.
31

4.19 Statistik
Abbildung 34: Korrelationsanalyse
AquaZIS verfügt über die Werkzeuge zur Erstellung verschiedener Statistiken aus den
Sachgebieten Hydrometrie und Niederschlag.
4.19.1 Sachgebiet Oberflächenhydrologie (Hydrometrie)
In das System eingebettet stehen für Sie zur interaktiven Anwendung eine vollständige
Hochwasserscheitelstatistik, eine Abflussfüllenstatistik und eine Niedrigwasseranalyse für
Niedrigwasserabfluss, Unterschreitung und Abflussdefizit bereit.
32

Abbildung 35: Hochwasserscheitelstatistik
Abbildung 36: Niedrigwasseranalyse
33

4.19.2 Sachgebiet Niederschlag
Das System verfügt über die komplette Starkregenanalyse nach DVWK 124 mit umfassender
Dokumentation aller Zwischen- und Endergebnisse in Grafiken und Tabellen.
Die das Ergebnis beeinflussenden Entscheidungspfade, wie u.a. Dauerstufenbereiche und
Ausgleichsverfahren der Parameter u und w, werden ebenfalls in der Dokumentation ausgewiesen.
Abbildung 37: Starkregenanalyse
4.20 Trockenwetter- und Schmutzwasserkalender
Der Trockenwetter- und Schmutzwasserkalender ist ein Unterprogramm von AquaZIS,
das auch als eigenständiges Modul mit eigener Benutzerverwaltung lauffähig ist.
Das implementierte Verfahren basiert auf der Verwaltungsvorschrift zur Ermittlung der
Jahresschmutzwassermenge bei Einleitung von mit Niederschlagswasser vermischtem
34

Schmutzwasser gemäß RdErl. d. Ministeriums für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft
(jetzt MUNLV) v. 4.2.1991 - IV B 6 - 031 003 0101/IV B 5 - 676/5-28728.
Abbildung 38: Trockenwetter- und Schmutzwasserkalender
• Erfassung von Schmutzwassertagesmengen
Die vorzunehmenden Auswertungen werden auf der Grundlage von Tagesfrachten
der Schmutzwassereinleitungen in [m 3 /d] gemacht. Die Tagesfrachten erfassen und
verwalten Sie mit diesem Programmmodul.
• Schmutzwasserkalender
Im Schmutzwasserkalender werden alle Tagesfrachten der Schmutzwassereinleitungen
tabellarisch und grafisch pro Kalenderjahr ausgegeben. In die grafische Darstellung
können zwei Konstanten aufgenommen werden, die unterschiedliche Einwohnergleichwerte
repräsentieren, z.B. 150 und 300 [l/EW*d].
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• Trockenwetterkalender
Um die Trockenwettertage zu ermitteln, werden die Niederschlagtagessummen
herangezogen.
Ein Trockenwettertag ist dadurch definiert, dass an diesem Tag und dem Vortag jeweils
die Niederschlagtagessumme einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
Im Runderlass des Ministeriums ist dieser Grenzwert mit einem bzw. 0,3 Millimeter
gegeben. Das Programm lässt auch andere Eingaben zu. Je Kläranlage können
zur Feststellung eines Trockenwettertages bis zu vier Niederschlagreferenzstationen
ausgewertet werden. Entscheidungskriterium ist, dass die Trockenwetterbedingung
an allen zugewiesenen Niederschlagsstationen eingehalten wird.
Im Trockenwetterkalender werden nur für Trockentage die Tagesfrachten der Schmutzwassereinleitungen
tabellarisch und grafisch pro Kalenderjahr ausgegeben. In die
grafische Darstellung können Sie auch hier zwei Konstanten aufnehmen, die unterschiedliche
Einwohnergleichwerte repräsentieren.
Aus der Summe der Schmutzwassereinleitungen an Trockenwettertagen wird die
Jahresschmutzwassermenge berechnet.
4.21 Reports
Alle Auswertungen können Sie während der Reporterstellung direkt aus kontinuierlichen
Zeitreihen, aber auch - im Sachgebiet Hydrometrie - aus einer Überlagerung von Tagesmittelwerten
und Monatsmaxima berechnen lassen. Im folgenden sind einige der möglichen
Reports aufgelistet:
• Allgemeine Reports
– Zeitreihenübersicht mit grafischer Darstellung der Datenverfügbarkeit,
– Lückenübersicht mit Ausweisung des Lückenanteils je Halbjahr, Jahr und Gesamtzeitraum,
– tabellarische Auflistung aller Lücken und gesperrten Bereiche unter Angabe
von Anfang, Ende und Dauer,
– Auflistung der Folge von Bearbeitungsstufen (Qualitäten), Lücken und Vermerken,
– Ausgabe aller Vermerke einer Zeitreihe für ein beliebiges Zeitintervall.
• Reports für das Sachgebiet Niederschlag
– Korrelation zur Datenprüfung zwischen Schreibersummen und Messer- oder
Handauswertungssummen mit Auflistung der abweichenden Wertepaare,
– Vergleich eines Schreibers mit seinem Messer und Vergleichsschreibern,
36

– Monatsliste mit Auflistung vieler Stationen nebeneinander,
– Halbjahres- und Jahresblatt, mit Grafik der Tagessummenzeitreihe und Summenlinie
sowie tabellarischer Auflistung der Summen,
– Haupttabellen mit grafischer Darstellung,
– Vergleich der Werte eines gewählten Wasserwirtschaftsjahres mit langjährigen
Werten und
– Gewässerkundliche Beschreibung nach der Richtlinie für die Aufstellung des
Deutschen Gewässerkundlichen Jahrbuchs: Lufttemperatur und Niederschlagshöhe.
• Reports für das Sachgebiet Hydrometrie
– Monatsliste für Minima, Summen/Frachten, Mittel und Maxima,
– Halbjahres- und Jahresblatt mit Grafik der kontinuierlichen Zeitreihen, sowie
Auswertungen nach Minima, Mittel, Maxima, Frachten, Frachtsummenlinien,
Häufigkeiten und Dauerlinien,
– Haupttabellen für Minima, Summen/Frachten, Mittel oder Maxima,
– Hauptwerte mit Ausgabe von Minima, Mittel- und Hochwasserwerten,
– Vergleich der Werte eines gewählten Wasserwirtschaftsjahres mit langjährigen
Werten sowie
– die folgenden Reports entsprechend der aktuellen Pegelvorschrift und der Richtlinie
für die Aufstellung des Deutschen Gewässerkundlichen Jahrbuchs:
∗ Hydrologischer Längsschnitt,
∗ Lufttemperaturen und Niederschlagshöhen
∗ Jahrbuchseite mit 14 Monatsspalten, mit denen Sie Wasserwirtschaftsjahr
und Kalenderjahr gemeinsam darstellen können,
∗ Haupttabelle für Wasserwirtschaftsjahr oder Kalenderjahre mit gemeinsamer
Darstellung der Niedrigsten, Mittleren und Höchsten Wasserstände
bzw. Abflüsse sowie der 10-Jahresreihe,
∗ Monatsliste zur gemeinsamen Ausgabe von Wasserstand, Abfluss und Reduktion
(Stau- bzw. Etawerte),
∗ Dauerlinie/Dauertabelle,
∗ Haupttabelle der Hochwasserstände/Hochwasserabflüsse,
∗ Jahresliste der Wasserstände/Abflüsse und
∗ Tagesmittel, Monatsmittel, Dauerlinien der Wasserstände/Abflüsse.
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• Reports für das Sachgebiet Grundwasser
Aus der zentralen Benutzeroberfläche von AquaZIS lassen sich direkt folgende Reports
erstellen:
– Stammdaten in unterschiedlichen Ausgabevarianten,
– Messwerte in Listenform oder als ASCII-Datei,
– Zeitreihen der unterschiedlichen Parameter (Messstellen mit Grenzwert, Grundwasserstand,
Abstich, Rohroberkante, Senkung, Geländeoberkante, Flurabstand,
Kellerhöhe).
Auf den folgenden Seiten sind Beispiele für einige der hier aufgeführten Reports abgebildet.
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Abbildung 39: Report Zeitreihenübersicht
39

Abbildung 40: Report Qualitäten, Lücken, Vermerke
40

Abbildung 41: Report Haupttabelle
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Abbildung 42: Report Jahresganglinie und Report Jahrbuch: Tag, Monat, Dauer
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Abbildung 43: Report Jahressummenlinie, Monatssummen
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Abbildung 44: Report Datenprüfung mittels Korrelationsanalyse
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Abbildung 45: Report Monatsliste WQ
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Abbildung 46: Report Jahresblatt
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Abbildung 47: Report Jahrbuch 14 Monate (Abfluss)
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Abbildung 48: Report Lufttemperaturen und Niederschlagshöhen
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Abbildung 49: Report Grundwasser: Stammdatenreport als Erfassungsbeleg nach NRW-
LGD-Vorgabe
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Abbildung 50: Report Grundwasser: Liste der Messwerte
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Abbildung 51: Report Grundwasser: Einzelwerterfassung und Kontrollreports
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Abbildung 52: Report Grundwasser: Reportausgabe als Zeitreihengrafik, hier zusammen
mit Niederschlag
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5 Über uns...
Mit dieser kurzen Übersicht haben wir Ihnen einen kleinen Einblick in einen unserer
Schwerpunkte in der Wasserwirtschaft gegeben.
Durch die enge Verknüpfung zwischen Ingenieurtätigkeit und Informatik sind wir in der
Lage, Ihnen maßgeschneiderte Lösungen für alle Aufgabenbereiche zu liefern. Für die
verschiedensten Gebiete der Hydrologie halten wir passende Softwarelösungen bereit:
– AquaZIS das Zeitreiheninformationssystem für alle Sachgebiete
– Callisto die Abrufsoftware, Werkzeug für den Hochwasserwarndienst
– AquaFlux für die Erfassung und Bearbeitung von Abflussmessungen
– AquaVille für die Stadtentwässerung
– AquaAktiv die Webapplikation zur flexiblen Zeitreihenpräsentation
– RANDA RAdarNiederschlagsDAtennutzungssoftware
– tstp-/XML-Schnittstelle als Zugang zur aqua plan -Zeitreihenverwaltung
Bei der Entwicklung unserer Programmsysteme ist uns eine enge Zusammenarbeit mit
unseren Kunden wichtig. Dadurch ist es möglich, individuelle Lösungen zu finden und
bestehende Systeme kontinuierlich dem Bedarf anzupassen.
Die Softwareentwicklung basiert auf unserer Erfahrung und unserem Sachverstand in der
ingenieurmäßigen Auswertung und Begutachtung unterschiedlicher Fragestellungen. Unter
anderem bieten wir:
– Datenprüfung und -aufbereitung
– Erstellung hydrologischer Gutachten
– Ermittlung von Niederschlagsereignisjährlichkeiten
– Grundlagenermittlung für die Stadtentwässerung
– Messstellenbetreuung
– Kundenspezifische Softwareentwicklung
Fragen? Anregungen? Wir unterstützen Sie gern.
email: post@aquaplan.de · http://www.aquaplan.de
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