Optimierung der Rheinvorhersage durch verbesserte Prozessbeschreibung und Datenassimilation

Bundesanstalt für Gewässerkunde

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Punkte zu bearbeiten:
1) Erweiterung des HydPy-Frameworks um zusätzliche Prozesse (Speichersteuerung, Schneemassentransport) und zusätzliche Funktionalitäten für die optimierte Kalibrie-rung und Anwendung von Datenassimilations-Methoden mittels OpenDA;
2) Erstellung eines optimierten hydrologischen HBV-Modells in HydPy-H für das Rheingebiet und eines räumlich verteiltes HydPy-L Modell für das Lahn-Gebiet;
3) Kalibrierung des hydrologischen Modells für Teilgebiete im Schweizer Teil des Einzugsgebiets und im Lahn-Gebiet
4) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des beobachteten Abflusses im Lahn-Gebiet;
5) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation von beobachteten Seewasserständen in der Schweiz;
6) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des simulierten Schneewasseräquivalents von DWD-Snow4 im Alpenraum;
7) Integration aller Modelle und Methoden in das FEWS-System der BfG.

Deadline

Die Frist für den Eingang der Angebote war 2019-08-21. Die Ausschreibung wurde veröffentlicht am 2019-07-17.

Anbieter

Die folgenden Lieferanten werden in Vergabeentscheidungen oder anderen Beschaffungsunterlagen erwähnt:

• Björnsen Beratende Ingenieure GmbH

Wer?

• Bundesanstalt für Gewässerkunde

Wie?

• Softwareprogrammierung und -beratung › Dienstleistungen in Verbindung mit Software

Wo?

• Koblenz › Koblenz, Kreisfreie Stadt

Geschichte der Beschaffung

Datum	Dokument
2019-07-17	Auftragsbekanntmachung
2019-10-01	Bekanntmachung über vergebene Aufträge

Auftragsbekanntmachung (2019-07-17)
Objekt
Umfang der Beschaffung
Titel: Dienstleistungen in Verbindung mit Software
Referenznummer: M2/Z1/162.02/019/054
Kurze Beschreibung:

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Punkte zu bearbeiten: 1) Erweiterung des HydPy-Frameworks um zusätzliche Prozesse (Speichersteuerung, Schneemassentransport) und zusätzliche Funktionalitäten für die optimierte Kalibrie-rung und Anwendung von Datenassimilations-Methoden mittels OpenDA; 2) Erstellung eines optimierten hydrologischen HBV-Modells in HydPy-H für das Rheingebiet und eines räumlich verteiltes HydPy-L Modell für das Lahn-Gebiet; 3) Kalibrierung des hydrologischen Modells für Teilgebiete im Schweizer Teil des Einzugsgebiets und im Lahn-Gebiet 4) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des beobachteten Abflusses im Lahn-Gebiet; 5) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation von beobachteten Seewasserständen in der Schweiz; 6) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des simulierten Schneewasseräquivalents von DWD-Snow4 im Alpenraum; 7) Integration aller Modelle und Methoden in das FEWS-System der BfG.

Metadaten der Bekanntmachung
Originalsprache: Deutsch 🗣️
Dokumenttyp: Auftragsbekanntmachung
Art des Auftrags: Dienstleistungen
Verordnung: Europäische Union
Gemeinsames Vokabular für öffentliche Aufträge (CPV)
Code: Dienstleistungen in Verbindung mit Software 📦
Ort der Leistung
NUTS-Region: Koblenz, Kreisfreie Stadt 🏙️

Verfahren
Verfahrensart: Offenes Verfahren
Angebotsart: Angebot für alle Lose
Vergabekriterien
Wirtschaftlichstes Angebot

Öffentlicher Auftraggeber
Identität
Land: Deutschland 🇩🇪
Art des öffentlichen Auftraggebers: Sonstiges
Name des öffentlichen Auftraggebers: Bundesanstalt für Gewässerkunde
Postort: Koblenz
Kontakt
Internetadresse: http://www.bafg.de 🌏
E-Mail: vergabe@bafg.de 📧
URL der Dokumente: https://www.evergabe-online.de/tenderdetails.html?id=270326 🌏
URL der Teilnahme: https://www.evergabe-online.de/tenderdetails.html?id=270326 🌏

Referenz
Daten
Absendedatum: 2019-07-17 📅
Einreichungsfrist: 2019-08-21 📅
Veröffentlichungsdatum: 2019-07-19 📅
Kennungen
Bekanntmachungsnummer: 2019/S 138-340057
ABl. S-Ausgabe: 138

Objekt
Umfang der Beschaffung
Kurze Beschreibung:

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Punkte zu bearbeiten:

1) Erweiterung des HydPy-Frameworks um zusätzliche Prozesse (Speichersteuerung, Schneemassentransport) und zusätzliche Funktionalitäten für die optimierte Kalibrie-rung und Anwendung von Datenassimilations-Methoden mittels OpenDA;

2) Erstellung eines optimierten hydrologischen HBV-Modells in HydPy-H für das Rheingebiet und eines räumlich verteiltes HydPy-L Modell für das Lahn-Gebiet;

3) Kalibrierung des hydrologischen Modells für Teilgebiete im Schweizer Teil des Einzugsgebiets und im Lahn-Gebiet

4) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des beobachteten Abflusses im Lahn-Gebiet;

5) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation von beobachteten Seewasserständen in der Schweiz;

6) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des simulierten Schneewasseräquivalents von DWD-Snow4 im Alpenraum;

7) Integration aller Modelle und Methoden in das FEWS-System der BfG.

Erweiterung HydPy-Framework:

Da die Steuerung der Schweizer Seen im Alpenraum einen großen Einfluss auf die Vorhersagegüte des Rheins hat, sind die in dem operationellen Vorehrsagemodell des BAFU enthalte-nen Methoden zur Simulation der Speichersysteme in das HydPy-Framework zu integrieren. Darüber hinaus haben Erfahrungen aus Anwendungen mit dem HBV-Modell gezeigt, dass sich in hoch gelegenen Einzugsgebieten kontinuierlich eine Schneedecke aufbauen kann, die auf Grund der kalten Temperaturen in diesen Gebieten auch im Sommer nicht abgebaut wird. Um die Schneemodellierung unter diesem Aspekt zu verbessern, ist das HydPy-Framework um eine Schnee-Transport Komponente analog zu dem Modell LARSIM (LEG 2019) zu erweitern, durch die Schneeverwehungs- und Lawinenprozesse abgebildet werden können.

Zusätzlich ist das Framework um zusätzliche Funktionalitäten zu erweitern, um eine optimierte Anwendung von automatischen Kalibrier- und Daten-Assimilations-Verfahren mit Open-DA, z. B. bei der Handhabung räumlich verteilter Parameter/Zustandsvariablen, Parallelisierung, Änderung Eingangszeitreihen, zu gewährleisten.

Erstellung hydrologische Modelle HydPy-H Rhein und HydPy-L Lahn:

Das operationell bei der BfG eingesetzte hydrologische Modell HBV134 ist in das in dem hydrologischen Modellframework HydPy enthaltene Modell HydPy-H zu überführen. Zusätzlich liegt für den Alpenraum das räumlich höher aufgelöstes HBV-Modell HBV-CH des Bundesamt für Umwelt (BAFU) der Schweiz vor, in dem auch die Schweizer Seen abgebildet sind. Dieses Modell ist ebenfalls nach HydPy-H zu überführen und mit dem aktuellen operationellen Modell zu einem gemeinsamen hydrologischen Modell HydPy-H_Rhein179 zusammenzuführen.

Um für eine generelle Übertragung der Methoden für die Vorhersage der BfG zusätzlich Erfahrungen in der Datenassimilation mit räumlich verteilten Zustandsvariablen zu gewinnen, ist für die Lahn das bestehende LARSIM-ME Modell nach HydPy-L zu überführen

Kalibrierung hydrologische Modelle:

Zur Verbesserung der Abflusssimulation in der operationellen Vorhersage der BfG sind die Teileinzugsgebiete im Schweizer Rhein-Einzugsgebiet bis zum Pegel Basel und die Teileinzugsgebiete des Lahn-Gebietes, in dem Datenassimilations-Methoden angewendet werden, mit OpenDA automatisch zu kalibrieren.

Anwendung Datenassimilationsmethoden:

Mit den zuvor erstellten hydrologischen Modellen sollen für ausgewählte Gebiete und Anwendungen Methoden zur Datenassimilation mit OpenDA aufgebaut werden, um die Anwendung der Datenassimilationsmethoden exemplarisch zu testen. Bei der Anwendung der Methoden ist eine generelle Übertragbarkeit der Methoden für das gesamte Rheingebiet sicher zu stellen.

Folgende Datenassimilationsmethoden sind mit OpenDA zu implementieren:

1) Für das Lahn-Einzugsgebiet ist für ausgewählte Pegel in dem Gebiet der beobachtete Abfluss mit 2 unterschiedlichen Datenassimilationsverfahren (Partikel Fil-ter, Ensemble Kalman Filter) zu assimilieren, um die Schätzung der Systemzustände des hydrologischen Modells zu verbessern;

2) Für 4 Schweizer Seen sind mit einem geeigneten Verfahren von OpenDA beobachtete See-Wasserstände in das System zu assimilieren, um die Simulation und Vorhersage der Abflüsse aus den Schweizer Seen, die einen großen Einfluss auf die Vorhersagegüte für die Rhein-Pegel haben, zu verbessern;

3) Für die Gebiete in den Alpen ist das gerasterte Schnee-Produkt DWD-Snow4 in das Modell zu assimilieren, um die Schätzung der Schneezustände im hydrologischen Modell zu verbessern.

Dauer: 8 Monate

Verfahren
Rechtsgrundlage: 32014L0024
Zeitpunkt des Eingangs der Angebote: 12:00
Sprachen, in denen Angebote oder Teilnahmeanträge eingereicht werden können: Deutsch 🗣️
Gültigkeitsdauer des Angebots: 2019-11-15 📅
Datum der Angebotseröffnung: 2019-08-21 📅
Zeitpunkt der Angebotseröffnung: 12:00

Öffentlicher Auftraggeber
Identität
Andere Art des öffentlichen Auftraggebers: Bundesoberbehörde
Kontakt
Dokumente URL: https://www.evergabe-online.de/tenderdetails.html?id=270326 🌏

Ergänzende Informationen
Körper überprüfen
Name: Bundeskartellamt
Postort: Bonn
Land: Deutschland 🇩🇪
Quelle: OJS 2019/S 138-340057 (2019-07-17)

Bekanntmachung über vergebene Aufträge (2019-10-01)
Objekt
Umfang der Beschaffung
Kurze Beschreibung:

Im Rahmen des Auftrags sind folgende Punkte zu bearbeiten: 1) Erweiterung des HydPy-Frameworks um zusätzliche Prozesse (Speichersteuerung, Schneemassentransport) und zusätzliche Funktionalitäten für die optimierte Kalibrierung und Anwendung von Datenassimilations-Methoden mittels OpenDA; 2) Erstellung eines optimierten hydrologischen HBV-Modells in HydPy-H für das Rheingebiet und eines räumlich verteiltes HydPy-L Modell für das Lahn-Gebiet; 3) Kalibrierung des hydrologischen Modells für Teilgebiete im Schweizer Teil des Einzugsgebiets und im Lahn-Gebiet; 4) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des beobachteten Ablusses im Lahn-Gebiet; 5) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation von beobachteten Seewasserständen in der Schweiz; 6) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des simulierten Schneewasseräquivalents von DWD-Snow4 im Alpenraum; 7) Integration aller Modelle und Methoden in das FEWS-System der BfG.

Gesamtwert des Auftrags: 0.01 EUR 💰
Metadaten der Bekanntmachung
Dokumenttyp: Bekanntmachung über vergebene Aufträge

Verfahren
Angebotsart: Entfällt

Referenz
Daten
Absendedatum: 2019-10-01 📅
Veröffentlichungsdatum: 2019-10-02 📅
Kennungen
Bekanntmachungsnummer: 2019/S 190-462770
Verweist auf Bekanntmachung: 2019/S 138-340057
ABl. S-Ausgabe: 190

Objekt
Umfang der Beschaffung
Kurze Beschreibung:

1) Erweiterung des HydPy-Frameworks um zusätzliche Prozesse (Speichersteuerung, Schneemassentransport) und zusätzliche Funktionalitäten für die optimierte Kalibrierung und Anwendung von Datenassimilations-Methoden mittels OpenDA;

3) Kalibrierung des hydrologischen Modells für Teilgebiete im Schweizer Teil des Einzugsgebiets und im Lahn-Gebiet;

4) Anwendung von Datenassimilationsmethoden zur Assimilation des beobachteten Ablusses im Lahn-Gebiet;

Da die Steuerung der Schweizer Seen im Alpenraum einen großen Einfluss auf die Vorhersagegüte des Rheins hat, sind die in dem operationellen Vorehrsagemodell des BAFU enthaltenen Methoden zur Simulation der Speichersysteme in das HydPy-Framework zu integrieren. Darüber hinaus haben Erfahrungen aus Anwendungen mit dem HBV-Modell gezeigt, dass sich in hoch gelegenen Einzugsgebieten kontinuierlich eine Schneedecke aufbauen kann, die auf Grund der kalten Temperaturen in diesen Gebieten auch im Sommer nicht abgebaut wird. Um die Schneemodellierung unter diesem Aspekt zu verbessern, ist das HydPy-Framework um eine Schnee-Transport Komponente analog zu dem Modell LARSIM (LEG 2019) zu erweitern, durch die Schneeverwehungs- und Lawinenprozesse abgebildet werden können.

1) Für das Lahn-Einzugsgebiet ist für ausgewählte Pegel in dem Gebiet der beobachtete Abfluss mit zwei unterschiedlichen Datenassimilationsverfahren (Partikel Filter, Ensemble Kalman Filter) zu assimilieren, um die Schätzung der Systemzustände des hydrologischen Modells zu verbessern;

Verfahren
Vergabekriterien
Qualitätskriterium (Bezeichnung): Fachliche Eignung Projektbearbeiter
Qualitätskriterium (Gewichtung): 55
Qualitätskriterium (Bezeichnung): Projektorganisation/-planung
Qualitätskriterium (Gewichtung): 15
Preis (Gewichtung): 30

Auftragsvergabe
Datum des Vertragsabschlusses: 2019-09-27 📅
Name: Björnsen Beratende Ingenieure GmbH
Postort: Koblenz
Land: Deutschland 🇩🇪
Koblenz, Kreisfreie Stadt 🏙️
Gesamtwert des Auftrags: 0.01 EUR 💰
Informationen über Ausschreibungen
Anzahl der eingegangenen Angebote: 1
Quelle: OJS 2019/S 190-462770 (2019-10-01)

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