kwb.raindrop · Optimierungskonzept
Bevor der geplante Optimierer die günstigste Mulde suchen darf, muss eine einfache Regel geprüft werden. Dieser Bericht erklärt die Prüfung und ihr Ergebnis — anhand aller 1 728 Simulationen der drei Standorte.
Der geplante Optimierer funktioniert wie das Zahlenraten-Spiel: „Zu klein!“ → nächster Versuch größer. „Reicht!“ → nächster Versuch kleiner. Mit jedem Versuch wird der Suchbereich halbiert, und nach etwa 7 Simulationen ist die kleinste (und damit günstigste) Mulde gefunden, die das Überlauf-Ziel schafft.
Dieses Halbieren funktioniert aber nur, wenn man sich auf eine Regel verlassen kann:
Die Regel: Wird das Bauwerk größer (mehr Fläche, mehr Tiefe, mehr Speicher, durchlässigerer Filter), darf es niemals mehr Überläufe geben als vorher. Fachbegriff: Monotonie.
Würde die Regel verletzt — also ein größeres Bauwerk plötzlich schlechter abschneiden —, könnte das Halbieren in die falsche Richtung laufen. Deshalb wurde die Regel vorab an allen vorhandenen Simulationen geprüft.
Für jeden Standort existieren 576 Simulationen: alle Kombinationen aus Muldenfläche, Muldentiefe, Filterdurchlässigkeit, Speichertyp und Speicherhöhe. Verglichen wurden immer zwei Simulationen, die sich nur in einem einzigen Merkmal um eine Stufe unterscheiden — zum Beispiel „Mulde 100 m²“ gegen „Mulde 125 m², sonst alles gleich“. Das ergibt 5 112 Vergleichspaare. Bei jedem Paar wurde gefragt: Gab es mehr Überläufe, obwohl das Bauwerk größer war?
| Standort | Vergleiche | Regel verletzt | Bewertung |
|---|---|---|---|
| Eisenstadt | 1 704 | 0 | perfekt monoton |
| Wien | 1 704 | 1 | monoton im relevanten Bereich |
| Bad Aussee | 1 704 | 12 | 12 Scheinausreißer, alle erklärbar |
Der Wiener Einzelfall passiert bei rund 287 Überläufen pro Simulationszeitraum — meilenweit entfernt von jedem realen Planungsziel (0 bis 5 Überläufe). Die zwölf Bad-Aussee-Fälle schauen wir uns in Abschnitt 4 genau an: Es sind Zähl-Effekte, keine echten Verschlechterungen.
Die Balken zeigen für jeden Standort dieselbe Beispiel-Bauweise (Muldentiefe 300 mm, schnellster Filter, Sickerbox 300 mm) — nur die Muldenfläche wächst von links nach rechts. Überall gilt: größere Fläche, weniger Überläufe. Nur in Bad Aussee springt der Zähler am letzten Schritt von 1 auf 2 zurück — der orange Balken.
Eisenstadt — ab 75 m² kein Überlauf mehr
Wien — fällt Stufe um Stufe
Bad Aussee — der Zähler springt am Ende
Balkenhöhen sind gestaucht (Wurzel-Skala), damit große und kleine Werte gleichzeitig sichtbar sind — es gelten die Zahlen über den Balken.
Was ist überhaupt „ein Überlauf-Ereignis“? Läuft die Mulde über, beginnt ein Ereignis. Erst wenn danach mehr als 4 Stunden Pause ohne Überlauf vergehen, gilt der nächste Überlauf als neues Ereignis. Und genau da liegt der Haken:
Dasselbe Regenereignis, zwei Muldengrößen
Dass es wirklich nur der Zähler ist, zeigt der Blick auf die Wassermenge derselben Bad-Aussee-Reihe: Sie fällt an jedem Schritt — auch am letzten, wo der Zähler springt.
Bad Aussee, dieselbe Reihe: übergelaufene Wassermenge [m³]
Für das zweite Planungsziel — möglichst viel Wasser verdunsten lassen statt versickern — zeigen die Daten ein sehr klares Bild: Mehr Muldenfläche bringt mehr Verdunstung, und zwar in ausnahmslos jedem Vergleich. Muldentiefe, Speicherhöhe und Filter ändern an der Verdunstung dagegen praktisch nichts. Wer mehr Verdunstung will, kann sie also nur über die Fläche „kaufen“.
Verdunsteter Anteil des Regens je Muldenfläche (Beispiel-Bauweise wie oben)
Die Regel „größer = besser“ hält. 5 099 von 5 112 Vergleichen erfüllen sie direkt; die 13 Ausnahmen sind Zähl-Effekte der 4-Stunden-Pause, bei denen das Bauwerk in Wahrheit besser wurde. Die übergelaufene Wassermenge — der ehrlichere Maßstab — verschlechterte sich kein einziges Mal.
Damit auch die 13 Scheinausreißer dem Optimierer nie ein Bein stellen können, bekommt er drei einfache Vorsichtsregeln mit:
Die 576 vorhandenen Simulationen zeigen schon grob, wo die Grenze zwischen „reicht“ und „reicht nicht“ liegt. Der Optimierer verfeinert nur noch in diesem schmalen Bereich — dort ist die Grenze an allen drei Standorten eindeutig.
Fällt ein großes Bauwerk scheinbar knapp durch (genau 1 Ereignis über dem Ziel), erst kleinere Varianten prüfen, bevor „keine Lösung“ gemeldet wird. In Bad Aussee war z. B. die 175-m²-Mulde zulässig, die 200-m²-Mulde formal nicht — nur wegen des Zählers.
Bei jedem verdächtigen Sprung des Zählers wird geprüft: Ist die Wassermenge weiter gefallen? Ja → harmloser Zähl-Effekt, weiterrechnen. Nein → Warnung. Der zweite Fall ist bisher nie aufgetreten — die Prüfung ist der eingebaute Rauchmelder für künftige Standorte.
| Standort | Vergleich entlang | Bauweise (fixiert) | Übergang | Zähler | Wassermenge [m³] |
|---|---|---|---|---|---|
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 200 · kf 36 · Rigol 900 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 44,1 → 28,8 (−35 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 200 · kf 36 · Box 300 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 41,5 → 25,8 (−38 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 200 · kf 180 · Rigol 900 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 43,1 → 28,3 (−34 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 200 · kf 180 · Box 300 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 40,0 → 25,6 (−36 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 200 · kf 360 · Rigol 900 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 43,1 → 28,3 (−34 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 200 · kf 360 · Box 300 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 40,0 → 25,6 (−36 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 300 · kf 36 · Rigol 900 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 26,6 → 8,8 (−67 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 300 · kf 36 · Box 300 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 24,0 → 5,8 (−76 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 300 · kf 180 · Rigol 900 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 25,6 → 8,3 (−67 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 300 · kf 180 · Box 300 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 22,5 → 5,6 (−75 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 300 · kf 360 · Rigol 900 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 25,6 → 8,3 (−67 %) |
| Bad Aussee | mulde_area | Tiefe 300 · kf 360 · Box 300 | 175 → 200 m² | 1 → 2 | 22,5 → 5,6 (−75 %) |
| Wien | storage_height | 25 m² · Tiefe 200 · kf 36 · Rigol | 1800 → 2700 mm | 287 → 288 | 2 453 → 2 400 (−2 %) |
Auffällige Systematik: Alle zwölf Bad-Aussee-Fälle liegen am äußersten Rasterschritt (175 → 200 m²) bei minimaler Speicherhöhe. Der Wiener Fall spielt bei ~287 Ereignissen — ohne jede praktische Bedeutung.
Dieser Bericht liegt als index.html im Unterordner vignettes/monotonicity_analysis/ des Pakets kwb.raindrop — zusammen mit den exportierten Detailtabellen. Analyse-Quellcode (.Rmd) und gerenderte Analyse liegen im selben Ordner; Eingangsdaten und Ergebnistabellen der Workflows liegen daneben unter ../brute-force/. Nicht zu verwechseln mit dem „Brute-Force“-Linkhub (index.Rmd → index.html eine Ebene höher). Die Links sind relativ: Sie funktionieren in der lokalen Kopie und im Web-Deployment (in der auf claude.ai gehosteten Fassung sind sie ohne Funktion).
| Kategorie | Dateien |
|---|---|
| Analyse-Code | monotonicity_analysis.Rmd (Quellcode, bedingte Vignette) · monotonicity_analysis.html (gerendert, mit allen Tabellen und Grafiken) |
| Eingangsdaten (CSV) | Bad Aussee · Eisenstadt 2005 · Wien |
| Interaktive Ergebnistabellen der Workflows | Bad Aussee · Eisenstadt 2005 · Wien |
| Exportierte Detailtabellen | Schrittverteilung (CSV · HTML) · Verletzungen (CSV · HTML) · Volumen (CSV · HTML) · Verdunstung (CSV · HTML) · Ambiguität (CSV · HTML) · Schwellentreppe (CSV · HTML) · kf-Dominanz (CSV · HTML) · Warmstart-Designs (CSV · HTML) |