Zusätzlich zu den raumbezogenen Eingangsdaten, aus denen das GIS-Datenmodell aufgebaut wird, sind die zeitbezogenen Eingansdaten für die Abbildung der zeitlichen Dynamik über den Modellierungszeitraum wichtig. Vor allem sind die meteorologischen Zeitreihen grundlegende Eingangsgrößen, da die Verfügbarkeit ihrer Zeitreihen, den möglichen Modellierungszeitraum bestimmen.
Allen zeitlichen Informationen muss aber zusätzliche auch ein Raumbezug zugeordnet werden, über den dem Gesamtmodell mitgeteilt wird, welche räumliche Ausprägung bestimmte zeitliche Variabilität haben. So sind die meteorologischen Zeitreihen über die X-Y-Koordinaten ihrer jeweiligen Messstation und die Pegelstandorte z.B. über die Fließgewässer-IDs der jeweiligen Gewässerabschnitte räumlich zuzuordnen. Der Verweis sowohl auf die räumliche als auch auf die zeitliche Datenbasis erfolgt über die Dateien: METEOR.ste, HYD_DATA.ste, BW_DATA.ste, GW_DATA.ste in denen die Namen der entsprechenden Describe – Dateien (zur Definition der Datenstruktur) angegeben werden.
Die zeitbezogenen Eingangsdaten lassen sich wie nach ihrer programmtechnischen Einbindung wie folgt unterteilen:
- Meteorologische Zeitreihen: (Kapitel 5.2)
- Hydrologische Zeitreihen: Pegelzeitreihen, Abflussnachführung, Fremdwasserzufluss (Kapitel 5.3)
- Bewirtschaftung: Einspeisungen, Entnahmen, Überleitungen (Kapitel 5.4)
- Berücksichtung externer Grundwasserzuflüsse (Kapitel 5.5)
- Zeitliche Veränderungen im Raum: Landnutzung, Flurabstände, Veränderungen an Gewässerpunkten (Kapitel 5.6)
Die Zeitreihen sind als ASCII-Tabellen unter dem Verzeichnis Zeit.dat in dem jeweiligen Ordner zu hinterlegen. Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten, den Zeitbezug vorzugeben. Einerseits kann eine getrennte Datumsvorgabe über die Spalten „JAHR“ bis „MINUTE“ vorgenommen werden, worüber die Spalten in den Datentabellen erkannt werden, sofern sie vorliegen. Die Art der zeitlichen Diskretisierung der Daten wird über den Attributnamen der 1. Spalte in der Datentabelle festgelegt (Y für Jahr und Termin in den folgenden Abbildungen). Wenn auf zwei oder mehr zeitbezogenen Spalten zugegriffen werden soll, müssen die kleineren Zeiteinheiten in der Termintabelle immer links stehen, da andernfalls ein größerer Zeitschritt angenommen wird. Andererseits kann aber auch ein achtstelliges Datum „Termin“ eingelesen werden. Hier wird der Termin als eine Zeichenkette eingelesen und erst programmintern in die Bestandteile Tag bis Jahr aufgesplittet. Diese Datenstruktur ist identisch mit dem Exportformat ‘*.TXT’ von Excel. Zu beachten ist, dass die Terminangabe eine geschlossene Zeichenkette darstellt, d.h. statt 1. 1.1980 ist stets 01.01.1980 zu schreiben! Die Zuordnung der Spaltennamen erfolgt in der Strukturdefinitionsdatei …zeit.dat\describe\<XX>_data.sdf. Das sind die Dateien MET_data.sdf, BW_data.sdf, HYD_data.sdf, GW_Data.sdf und relates.sdf.
Für den Zeitbezug der Relate-Tabellen (z-Relate) ist es auch möglich, Mittelwerte, mittlere Monatswerte (M = 1-12) oder einen mittleren Jahresgang in Tagesnummern (TN 0 1-365) vorzugeben. Welche Zeitfunktionen für welche Tabellen verwendet werden können, zeigt die Übersicht in Tabelle 5.1‑1.
Tabelle 5.1‑1: Datenformate, die in den Strukturdefinitionsdateien für die Zeitdaten vorgegeben werden können
| Zeitfunktionen | METEOR | HYD_DATA | BW_DATA | Z_Relate | GW |
| Termin | x | x | x | x | x |
| TerminHM | x | ||||
| JAHR | x | x | x | x | x |
| MONAT | x | x | x | x | x |
| TAG | x | x | x | x | x |
| STUNDE | x | x | x | x | |
| MINUTE | x | x | x | x | |
| MITTLERE_MONATSWERTE | x | x | |||
| MITTELWERT | x | x | |||
| MITTLERER_JAHRESGANG | x | x | x |
Beispiele für verschiedene Zeitvorgaben sind in Abbildung 5.1‑1 bis Abbildung 5.1‑3 dargestellt.
Abbildung 5.1‑1: Zeitvariable Kennwerte – Jahreswerte
Abbildung 5.1‑2: Zeitvariable Kennwerte – Terminwerte
Die einfachste Möglichkeit, einen Zeitverlauf zu definieren, besteht in der Angabe eines Mittelwertes (s. Abbildung 5.1‑3), der dann für jeden Berechnungszeitschritt in der Bilanzierung des jeweiligen Raumelements berücksichtigt wird. In diesem Fall wird kein „Zeitattribut“ wie Termin oder Y angegeben.
Jeweils farbig gekennzeichnet sind in den 3 Abbildungen die Raumbezüge, die eine Zuordnung der Zeitreihen zu den Teileinzugsgebieten bzw. Gewässerabschnitten mit den angegebenen IDs gestatten.
Abbildung 5.1‑3: (Zeitvariable) Kennwerte – Mittelwerte
Im Folgenden wird die Verarbeitung der verschiedenen zeitbezogenen Datenformate im Einzelnen genauer beschrieben.