Schlagwort-Archive: Modellierung

Ermittlung von Bemessungswasserständen im Thi-Vai-Ästuar in Südvietnam unter Berücksichtigung des Klimawandels

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
61. Jahrgang, Heft 6
Dezember 2017

Autorin/Autor:
Kristina Fehler, Jürgen Jensen, Jens Bender, Sönke Dangendorf, Hong Quan Nguyen

Schlagworte:
Vietnam, Ästuar, Bemessungswasserstände, hydrodynamisch-numerische Modellierung, Klimawandel, Meeresspiegelanstieg

Zitierung:
Fehler, K., Jensen, J., Bender, J., Dangendorf, S., Nguyen, H.Q. (2017): Ermittlung von Bemessungswasserständen im Thi Vai Ästuar in Südvietnam unter Berücksichtigung des Klimawandels –– Hydrologie & Wasserbewirtschaftung, 61, (6), 397-407; DOI: 10.5675/HyWa_2017,6_3

Ökohydrologische Modellierung eines Einzugsgebietes in den sommerfeuchten Tropen im Kontext von Klimawandel und anthropogener Entwicklung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
61. Jahrgang, Heft 6
Dezember 2017

Autorin/Autor:
Malte Lorenz, Stephanie Zeunert, Hong Quan Nguyen, Günter Meon

Schlagworte:
Ökohydrologie, Wasserqualität, Modell, Vietnam, Klimawandel

Zitierung:
Lorenz, M., Zeunert, S., Nguyen, H.Q., Meon, G. (2017): Ökohydrologische Modellierung eines Einzugsgebietes in den sommerfeuchten Tropen im Kontext von Klimawandel und anthropogener Entwicklung –– Hydrologie & Wasserbewirtschaftung, 61, (6), 408-423; DOI: 10.5675/HyWa_2017,6_4

Modellgestützte Untersuchungen der Auswirkungen des Klimawandels und fortschreitender anthropogener Entwicklungen auf die Wasserqualität des tropischen Thi-Vai-Ästuars

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
61. Jahrgang, Heft 6
Dezember 2017

Autorin/Autor:
Stephanie Zeunert, Malte Lorenz, Hong Quan Nguyen, Günter Meon

Schlagworte:
Delft3D, Hydrodynamik, Wasserqualität, Modell, Vietnam, Klimawandel, Ästuar

Zitierung:
Zeunert, S., Lorenz, M., Nguyen, H.Q., Meon, G. (2017): Modellgestützte Untersuchungen der Auswirkungen des Klimawandels und fortschreitender anthropogener Entwicklungen auf die Wasserqualität des tropischen Thi-Vai-Ästuars –– Hydrologie & Wasserbewirtschaftung, 61, (6), 424-436; DOI: 10.5675/HyWa_2017,6_5

Entwicklung einer Basisversion eines Managementsystems für die regionale Wasserwirtschaft einer Küstenzone in Vietnam

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
61. Jahrgang, Heft 6
Dezember 2017

Autorin/Autor:
Günter Meon, Malte Lorenz, Andreas Koch, Stephanie Zeunert, Thi Thu Huyen Le, Matthias Pätsch, Hong Quan Nguyen

Schlagworte:
Wassermanagementsystem, GIS, Vietnam, Thi-Vai-Ästuar, ökohydrologische Modellierung, Wasserqualitätsmodellierung, Wasserverschmutzung

Zitierung:
Meon, G., Lorenz, M., Koch, A., Zeunert, S., Le, T.T.H., Pätsch, M., Nguyen H.Q. (2017): Entwicklung einer Basisversion eines Managementsystems für die regionale Wasserwirtschaft einer Küstenzone in Vietnam –– Hydrologie & Wasserbewirtschaftung, 61, (6), 437-449; DOI: 10.5675/HyWa_2017,6_6

Simulation des Grundwasserhaushalts in ausgewählten Niederungsgebieten an der deutschen Ostseeküste

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
60. Jahrgang, Heft 2,
April 2016

Autorin/Autor:
Stefanie Kliesch, Leonore Behr, Thomas Salzmann und
Konrad Miegel

Schlagworte:
Grundwasser, Klimawandel, Modellierung, Niederungsgebiete, Salzgehalt, Wasserhaushalt

Zitierung:
KLIESCH, S., L. BEHR, T. SALZMANN & K. MIEGEL (2016): Simulation des Grundwasserhaushalts in ausgewählten Niederungsgebieten an der deutschen Ostseeküste. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 60 (2), 108–118; DOI: 10.5675/HyWa_2016,2_1

Eutrophierungsprobleme im Altmühlsee als Folge diffuser und punktförmiger P-Einträge – Modellierung und Ergebnisse

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 58. Jahrgang, Heft 1, Februar 2015

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
59. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2015

Autorin/Autor:
Björn Tetzlaff, Dieter Krause, Kathrin Marowsky und Arndt Bock

Schlagworte:
Altmühlsee, diffuser Eintrag, Eutrophierung, Modellierung, P-Eintrag, punktförmiger P-Eintrag

Zitierung:
TETZLAFF, B., D. KRAUSE, K. MAROWSKY & A. BOCK (2015): Eutrophierungsprobleme im Altmühlsee als Folge diffuser und punktförmiger P-Einträge – Modellierung und Ergebnisse. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 59 (1), 23–36; DOI: 10.5675/HyWa_2015,1_2

Datenqualität in der Gewässerkunde: Das Projekt HYMOG – Hydrologische Modellierungsgrundlagen im Rheingebiet

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 56. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2012

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
56. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2012

Autor/Autorin:
Barbara Fröhlings, Joachim Steinrücke und Jörg Belz

Schlagworte:
Abfluss, Bilanzierung, Datenqualität, Korrektur von Zeitreihen, Modellierung, Wasserstand

Zitierung:
Fröhlings, B., Steinrücke, J., Belz, J. (2012)Datenqualität in der Gewässerkunde: Das Projekt HYMOG – Hydrologische Modellierungsgrundlagen im Rheingebiet;
DOI: 10.5675/HyWa_2012,6_1


 

Unsicherheiten in der hydrodynamisch-numerischen Modellierung von Überflutungsflächen

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 52. Jahrgang, Heft 4, August 2008

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
52. Jahrgang, Heft 4,
August 2008

Autor/Autorin:
Markus Noack und Alpaslan Yörük

Schlagworte:
Hochwasserschutzmaßnahmen, Modellierung, Unsicherheiten

Im Hochwassermanagement werden hydrodynamisch-numerische Modelle mit unterschiedlicher Dimensionalität für die Ermittlung von Überflutungsflächen, Auswirkungen von Hochwasserschutzmaßnahmen und Veränderungen im zeitlichen Verlauf von Hochwasserganglinien erfolgreich eingesetzt. Dieser Artikel hat die Quantifizierung der Unsicherheiten in den Ergebnissen der hydrodynamisch-numerischen Modellierung zum Inhalt. Die Genauigkeit von Simulationsergebnissen ist abhängig von dem verwendeten Modellierungsansatz, dessen numerischer Methode, der Auflösung des digitalen Geländemodells sowie der Unsicherheit verschiedener Eingangsparameter. Die Analyse der Unsicherheiten erfolgt über einen Ergebnisvergleich zwischen dem zweidimensionalen Modell Hydro_AS-2D und dem rasterbasierten hybriden Modell SOBEK-Rural sowie über die Bestimmung des Einflusses von unterschiedlichen DGM-Auflösungen auf die Simulationsergebnisse von Hydro_AS-2D. Bezüglich der Parameterunsicherheit werden im Rahmen einer Parameterstudie mit SOBEK-Rural die Einflüsse der Eingangsparameter Rauheit, Geländehöhe und Abfluss (Randbedingungen) mittels einer Monte-Carlo-Simulation und einer generalisierten Sensitivitätsanalyse (GSA) untersucht.

Flächendifferenzierte Modellierung von mehrjährigen mittleren Phosphateinträgen in die Oberflächengewässer über Dränagen und Möglichkeiten zur Verbesserung der Gewässergüte

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 52. Jahrgang, Heft 5, Oktober 2008

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
52. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2008

Autor/Autorin:
Björn Tetzlaff und Frank Wendland

Schlagworte:
Dränage, Nährstoffeintrag, Phosphat, Modellierung

In den Flusseinzugsgebieten des norddeutschen Tieflands ist eine intensive landwirtschaftliche Nutzung ohne Dränagen nicht denkbar. Diese sind jedoch gleichzeitig auch ein wesentlicher Eintragspfad für diffuse Nährstoffbelastungen der Oberflächengewässer. Aufbauend auf einer räumlich hoch differenzierten Dränflächenkarte wird durch Kopplung eines Wasserhaushaltsmodells GROWA mit einem Phosphatmodell (MEPhos) eine Quantifizierung des mittleren Dränabflusses und des diffusen P-Eintrags durchgeführt. Aus den flächendifferenzierten Modellergebnissen lassen sich Schwerpunkträume für Maßnahmen zur Reduzierung des P-Eintrags ableiten.

Dominante Prozesse und Ereignistypen zur Plausibilisierung flächendetaillierter Niederschlag-Abflussmodelle

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 52. Jahrgang, Heft 3, Juni 2008

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
52. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2008

Autor/Autorin:
Christian Reszler, Jürgen Komma, Günter Blöschl und Dieter Gutknecht

Schlagworte:
Abfluss, Modellierung, Niederschlag, Schneeschmelze

In dieser Arbeit wird eine Vorgangsweise zur Plausibilisierung eines detaillierten Niederschlag-Abflussmodells vorgestellt. Die Grundidee besteht darin, dass je nach Situation unterschiedliche Prozesse dominant werden und deshalb unterschiedliche Modellparameter wirksam werden. Zur Differenzierung der Situationen werden drei Ereignistypen unterschieden: Schneebeeinflusste Ereignisse, konvektive Ereignisse und advektive Ereignisse. Zusätzlich wird eine saisonale Analyse durchgeführt. Die Unterscheidung in dominante Prozesse erleichtert die Bestimmung der Modellparameter und erlaubt eine prozessorientierte Plausibilitätsprüfung.

Integration der Zuverlässigkeit von Hochwasserschutzbauwerken in die einzugsgebietsbasierte Hochwasserrisikoanalyse

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 58. Jahrgang, Heft 3, Juni 2014

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
58. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2014

Autor/Autorin:
Daniel Bachmann und Holger Schüttrumpf

Schlagworte:
Hochwasserrisiko, Hochwasserschutz, Hochwasserschutzlinie, Modellierung, Versagensereignisse

Zitierung:
BACHMANN, D. & H. SCHÜTTRUMPF (2014): Integration der Zuverlässigkeit von Hochwasserschutzbauwerken in die einzugsgebietsbezogene Hochwasserrisikoanalyse. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 58 (3), 168–177; DOI: 10.5675/HyWa_2014,3_1

Vorhersage der regionalen, langjährigen bodenbürtigen Grundwasserneubildung mit hydrologischen Pedotransferfunktionen

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 57. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2013

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2013

Autor/Autorin:
Konrad Miegel, Klaus Bohne und Gerd Wessolek

Schlagworte:
Bodenparameter, Evapotranspiration, Grundwasserneubildung, Hydropedotransferfunktionen, Kapillaraufstieg, Modellierung, Regionalisierung

 

Zitierung:
Miegel, K., Bohne, K.,& Wessolek, G.,(2013) Vorhersage der regionalen, langjährigen bodenbürtigen Grundwasserneubildung mit hydrologischen Pedotransferfunktionen; DOI: 10.5675/HyWa_2013,6_2

Ansätze zur Integration von landwirtschaftlichen Drainagen in die Modellierung des Landschaftswasserhaushalts von mesoskaligen Tieflandeinzugsgebieten

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 51. Jahrgang, Heft 4, August 2007

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
51. Jahrgang, Heft 4,
August 2007

Autorin/Autor:
Nicola Fohrer, Britta Schmalz, Filipa Tavares und Jona Golon

Schlagworte:
Drainage, Wasserhaushalt, Abflussverhalten, Modellierung, Mesoskale, Tiefland, SWAT, ökohydrologische Modellierung

Zitierung:
FOHRER, N., B. SCHMALZ, F. TAVARES & J. GOLON (2007): Ansätze zur Integration von landwirtschaftlichen Drainagen in die Modellierung des Landschaftswasserhaushalts von mesoskaligen Tieflandeinzugsgebieten. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 51 (4), 164–169

Der Landschaftswasserhaushalt von Einzugsgebieten des Norddeutschen Tieflands ist durch meliorative und wasserbauliche Eingriffe in starkem Maße anthropogen geprägt. Insbesondere die großräumige Drainierung landwirtschaftlicher Flächen beeinflusst
nachhaltig das Abflussverhalten und stellt einen bevorzugten Eintragspfad für Agrochemikalien in Oberflächengewässer dar. Flächendeckende Informationen zum Anteil der drainierten Flächen und deren räumliche Lage sind nicht systematisch erfasst worden,
so dass hier ein großer Unsicherheitsbereich für die ökohydrologische Modellierung entsteht. In der vorliegenden Arbeit wird ein GIS-gestütztes Verfahren zur Abschätzung der Verteilung drainierter Flächen auf der Mesoskale vorgestellt und für ein Norddeutsches
Tieflandeinzugsgebiet exemplarisch angewendet. Die Ergebnisse dieses Verfahrens werden in die ökohydrologische Modellierung mit dem Modell SWAT einbezogen, und es wird analysiert, inwieweit die Berücksichtigung der Drainageflächen die Modellierung des Landschaftswasserhaushalts verbessert.

Der Bewegungsbeginn kohäsionsloser Sedimente

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2005

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
49. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2005

Autorin/Autor:
Stefan Vollmer, Klaus Träbing und Franz Nestmann

Schlagworte:
Gewässersohle, Sedimente, dynamischer Auftrieb, Turbulenzen, Transportvorgänge, Strömungsfeld, Modellierung

Zitierung:
VOLLMER, S., K. TRÄBING & F. NESTMANN (2005): Der Bewegungsbeginn kohäsionsloser Sedimente. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49 (6), 295–308

Durch die Untersuchung der vertikalen Druckgradienten in der obersten Sedimentschicht wird das Prozessverständnis der Destabilisierungsvorgänge der Gewässersohle entscheidend erweitert. In bestehenden Ansätzen zum Bewegungsbeginn von Sohlenelementen bzw. zum Sedimenttransport wird die Permeabilität der Gewässersohle und die Ausbreitung von turbulenzinduzierten Druckschwankungen in den Porenraum vernachlässigt. Die turbulente Liftkraft wird bisher ausschließlich aus der Betrachtung der Oberflächenströmung abgeleitet. Diese durch die kohärenten turbulenten Strukturen der sohlennahen Strömung induzierte Liftkraft konnte durch die Integration des vertikalen Druckgradienten über das Volumen des betrachteten Sohlenelementes exakt berechnet werden. Für das Integral der ermittelten Exponentialfunktion, welche die Druckausbreitung in die oberste Kornlage beschreibt, wurde eine geschlossene Lösung gefunden. Die zeitlich mittleren Kraftanteile aus der Anströmung eines Sohlenelementes (dynamischer Auftrieb und Schub) wurden durch Integration der Geschwindigkeitsverteilung über die angeströmte Kornfläche berechnet. Die Bilanzierung aller an einem Korn angreifenden Kräfte für unterschiedliche Lagerungs- und Strömungssituationen erfolgt mittels numerischer Berechnung. Die analytisch hergeleitete Kräftebilanzierung konnte anhand der klassischen Untersuchungen von FENTON & ABBOTT (1977; zum Einfluss der Exposition) und COLEMAN (1967; zum Einfluss der Korn-Reynoldszahl) validiert werden. Die Berechnungen bestätigen die Hinweise aus der Literatur, dass die individuellen Kornlagerungsbedingungen eine erhebliche Bedeutung für den Kraftansatz haben. Bei den verschiedenen Untersuchungen muss nach quasi-stationären und instationären Kraftanteilen differenziert werden. Der Einfluss der instationären turbulenzinduzierten Kraftanteile nimmt mit zunehmender Anströmfläche gegenüber den zeitlich mittleren Kraftanteilen ab und spielt somit insbesondere für kleinere Körner eine Rolle, die im Strömungsschatten Größerer liegen. Die detaillierte Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Rauheitselementen einer Sohle und dem sohlennahen Strömungsfeld erweitert das Prozessverständnis der komplexen Transportvorgänge bei Korngemischen (Transportkörper-/ Deckschichtbildung). Durch die entwickelte analytische Lösung für den kritischen Shields-Parameter werden die hydraulischen Einflüsse (von Schubspannung, Turbulenzintensität, Gefälle, relative Fließtiefe) auf den Bewegungsbeginn weit reichend geklärt und abgebildet. Die Verknüpfung der hier vorgestellten analytischen Berechnung des Bewegungsbeginnes mit neuen Konzepten zur räumlich hoch auflösenden Erfassung der Sohlenstruktur und des umgebenden Strömungsfeldes ermöglicht verbesserte Sedimenttransportmodellierungen.

PAI-OFF: Eine neue Strategie zur Hochwasservorhersage in schnell reagierenden Einzugsgebieten

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49. Jahrgang, Heft 5, Oktober 2005

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
49. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2005

Autorin/Autor:
Gerd H. Schmitz, Johannes Cullmann, Wilfried Görner, Franz Lennartz und Werner Dröge

Schlagworte:
Hochwasservorhersage, kleine Einzugsgebiete, Modellierung, PAI-OFF, künstliche neuronale Netze

PAI-OFF (Process Modelling and Artificial Intelligence for Online Flood Forecasting) ist eine neue Methodik, die zuverlässige Hochwasservorhersagemodelle auf dem aktuellsten Wissensstand einer Echtzeitanwendung für den operativen Einsatz zugänglich macht. Die Auflösung des Widerspruchs zwischen der rechenintensiven und anspruchsvollen Nutzung solcher Modelle und der Forderung des operativen Betriebs nach robusten, unkomplizierten und schnellen Vorhersagesystemen gelingt durch die Verbindung von hydrologisch/hydraulischen Prozessmodellen mit aufgabenspezifisch adaptierten, künstlichen neuronalen Netzen (ANN). Dazu wird zunächst auf der Basis von Beobachtungsdaten und abflussrelevanten Einzugsgebietscharakteristika ein prozessorientiertes, gekoppeltes hydrologisch/hydraulisches Modell des Einzugsgebietes erstellt. Dieses berechnet auf der Grundlage einer orttypischen meteorologischen Charakterisierung Szenarien, die alle physikalisch möglichen und sinnvollen Konstellationen der Hochwasserentstehung abdecken. Unter Ausnutzung der im Vergleich zu klassischen Niederschlags-Abflussmodellen zusätzlichen Information aus der gebietsbezogenen meteorologischen Analyse entsteht so eine Datenbank, die insgesamt die Reaktion des Einzugsgebietes auf alle Hochwasser auslösenden Niederschläge unter den unterschiedlichsten Bedingungen beschreibt. Eine auf die Problematik abgestimmte Lernstrategie überträgt diese hydrologisch/hydraulische Charakteristika des Einzugsgebiets unter Einbeziehung der hochwasserrelevanten Merkmale der Ereignis-Vorgeschichte auf das neuronale Netz. Damit überwindet PAI-OFF die entscheidende Restriktion der eingeschränkt verfügbaren Beobachtungs-(Lern)daten, an der bisherige Versuche ANN zur Hochwasservorhersage zu nutzen scheiterten. Die benannten Arbeitsschritte werden nur einmalig für ein bestimmtes Einzugsgebiet durchgeführt. Anschließend kann PAI-OFF ohne nennenswerten Aufwand routinemäßig als Werkzeug zur Hochwasservorhersage
eingesetzt werden. Dabei kommen die generellen Vorteile neuronaler Netze wie Einfachheit, Schnelligkeit, Robustheit und die Fähigkeit sich im laufenden Betrieb noch besser dem Verhalten des Einzugsgebiets anzupassen, bzw. die Auswirkung von Änderungen z.B. der Landnutzung graduell zu berücksichtigen („learning by doing“), voll zum Tragen und nutzen dabei alle Vorteile einer gewissenhaften und modernen hydraulisch/hydrologischen Modellierung. Das volle Potential von PAI-OFF ist bei der Einbeziehung von Flussabschnitten mit deutlichem Rückstaueinfluss, entsprechenden Nebenflusseinmündungen etc. oder der Einbeziehung von Unsicherheiten erst wirklich auszuschöpfen.

Modellierung anorganischer Schadstoffe in der Unteren Saale

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49. Jahrgang, Heft 3, Juni 2005

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
49. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2005

Autorin/Autor:
Karl-Erich Lindenschmidt, Cornelia Hesse, Helmut Guhr und Martina Baborowski

Schlagworte:
Saale, Schwebstoffe, anorganische Belastung, Modellierung

In einem ca. 90 km langen, stofflich und gewässermorphologisch stark anthropogen überprägten Saaleabschnitt von Halle-Trotha bis zur Mündung wurde der Transport von Schwebstoffen, Salzen und ausgewählten Schwermetallen modelliert, um Möglichkeiten der Modellanwendung zu testen sowie beeinflussende Prozesse und Faktoren zu erkennen. Die Simulation erfolgte mit dem Modell WASP5, einem einbis dreidimensionalen, dynamischen Abfluss- und Gewässergütemodell der US-EPA. Modelliert wurden ein 14tägiger Kalibrierungs- und drei verschieden lange Validierungszeiträume sowie die Ergebnisse einer dreitägigen Saalebereisung mit dichterem räumlichen Messnetz. Es zeigte sich, dass vor allem bei der Simulation der Salze gute Ergebnisse erzielt werden konnten, was auf ihren konservativen Charakter zurückzuführen ist. Bei einigen Salzbildnern (Cl-, Na+, Ca2+) wurde jedoch eine Differenz zwischen gemessenen ein- und ausgetragenen Frachten festgestellt. Diese hat ihre Ursache in industriellen Einleitungen aus der Sodaproduktion. Die Ursache für die oft erhöhten Simulationsergebnisse einiger Schwermetalle nach Einträgen aus einem das Mansfelder Land entwässernden Nebenfluss der Saale (z.B. Zn, Cu, Pb) konnte nicht eindeutig geklärt werden, ist aber wahrscheinlich in allmählichen Anlagerungs- und Sedimentationsprozessen zu suchen.

Von der Abflussbildungsprozessforschung zur prozess-orientierten Modellierung – ein Review

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 49. Jahrgang, Heft 1, Februar 2005

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
49. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2005

Autorin/Autor:
Stefan Uhlenbrook

Schlagworte:
Abflussbildung, Modellierung, Tracer, hydrologische Prozesse, Modellkalibrierung

Abflussbildungsprozesse bestimmen maßgeblich die Fließ- und Stoffdynamik in einem Einzugsgebiet in allen Raum- und Zeitskalen. Somit sind die Kenntnis und die modellhafte Beschreibung dieser Prozesse von fundamentaler Bedeutung für die Hydrologie, Wasserwirtschaft und ihre Nachbardisziplinen. Dieser Aufsatz ist dreigeteilt: (1) Zuerst soll der Stand der Forschung bzgl. Abflussbildungsprozesse in verschiedenen Raumskalen und deren experimentelle Bestimmungsmöglichkeiten dargelegt werden. Hierbei wird insbesondere auf das Potential von Tracermethoden in Verbindung mit klassischen hydrometrischen Verfahren eingegangen. (2) In einem nächsten Schritt wird der
Stand der Forschung bei der prozess-orientierten Modellierung zusammenfassend dargelegt. Insbesondere wird darauf eingegangen, wie experimentell gewonnene Prozesserkenntnisse, welche häufig in kleineren Skalen erarbeitet wurden, in Einzugsgebietsmodelle für die hydrologische Mesoskala integriert werden können. Es werden auch Grenzen der zurzeit verfügbaren Modelle diskutiert, die sich in den Modellunsicherheiten dokumentieren. Als mögliche Verbesserungen werden zum einen räumliche Diskretisierungen der Modelle aufgrund der dominanten Abflussbildungsprozesse und zum anderen umfassende Modellkalibrierungen und -validierungen unter Verwendung unterschiedlicher Daten (multi-response data) vorgeschlagen. (3) Abschließend werden einige Schlussfolgerungen angestellt und Bemerkungen über den zukünftigen Forschungsbedarf gemacht.

GLOWA-Danube – Ein multiskaliger Validierungsansatz zur Simulation nachhaltigen Wasserhaushaltsmanagements in der Oberen Donau mit ENVISAT-Daten

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2004

Autorin/Autor:
Wolfram Mauser, Ralf Ludwig, Alexander Löw und Winfried Willems

Schlagworte:
Donau, GLOWA, Wasserhaushalt, Fernerkundungsdaten, Modellierung, Bodenfeuchte

Das Projekt GLOWA-Danube (www.GLOWA-Danube.de) behandelt als Teil von GLOWA (www.glowa.org) anhand der Oberen Donau (Pegel Achleiten) exemplarisch die Zukunft des Wasserhaushalts eines komplexen, mesoskaligen (A=77.000 km²) Einzugsgebiets einer Gebirgs-Vorland-Konstellation in den gemäßigten Mittelbreiten. Die Hauptaufgabe von GLOWA-Danube ist die Entwicklung und Anwendung des integrierten Entscheidungs-Unterstützungssystems DANUBIA, um für interessierte Stakeholder alternative Szenarien der Wassernutzung auf ihre Nachhaltigkeit hin zu untersuchen. DANUBIA berücksichtigt die wesentlichen natürlichen wie gesellschaftlichen Prozesse. Fernerkundung und GIS-Techniken bilden die Basis des integrierten Beobachtungs-Konzepts in DANUBIA. Es wird die Architektur von DANUBIA, die gewählten Modellansätze und Daten, erste Ergebnisse der Modellierung des Ist-Zustandes sowie eine erste erfolgreiche Validierung von Ergebnissen der Modellierung der Oberflächenfeuchte mit Mikrowellen-Fernerkundungsdaten von ENVISAT vorgestellt.

Der quantitative Vergleich von Verteilungsmustern der Oberflächenfeuchte, wie sie aus ENVISAT-ASAR Daten abgeleitet wurden, zeigt bei einer Auflösung von 30 m eine gute Übereinstimmung mit in-situ Messungen. Darauf aufbauende Ableitungen der Oberflächenfeuchte-Information mit einer räumlichen Auflösung von 150 m, 1 km bzw. 25 km, wie sie von zukünftigen global operierenden Bodenfeuchtemissionen, wie SMOS oder HYDROS, erhoben werden, zeigen gute Übereinstimmung mit den Resultaten der Bodenfeuchtemodellierung in DANUBIA. Damit steht eine neue, unabhängige, räumliche und global übertragbare Validierungsmethode der sensitiven Bodenwasserbewegung in hydrologischen Modellen zur Verfügung.

Untersuchungen zu Wasserdargebot und Wasserverfügbarkeit im Ballungsraum Berlin im Rahmen des Verbundprojektes GLOWA Elbe

Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48. Jahrgang, Heft 1, Februar 2004

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
48. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2004

Autorin/Autor:
Walter Finke, Claudia Rachimow und Bernd Pfützner

Schlagworte:
Wasserdargebot, Wasserverfügbarkeit, GLOWA, Elbe, Wasserbewirtschaftung, globaler Wandel, Modellierung

Zitierung:
FINKE, W., C. RACHIMOW & B. PFÜTZNER (2004): Untersuchungen zu Wasserdargebot und Wasserverfügbarkeit im Ballungsraum Berlin im Rahmen des Verbundprojektes GLOWA Elbe. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 48 (1), 3–11

Der sich gegenwärtig abzeichnende Globale Wandel in Klima und Gesellschaft bringt eine Verunsicherung auch für die Planungsbehörden des Wassersektors mit sich. Um der durch die EU-Wasserrahmenrichtlinie geforderten Nachhaltigkeit bei der Bewirtschaftung der Wasserressourcen gerecht zu werden, müssen mögliche zukünftige Entwicklungen sowohl des Wasserdargebots als auch des Wasserbedarfs berücksichtigt werden. Jedoch sind die Komponenten des Globalen Wandels wie Klimaveränderung, Bevölkerungsentwicklung, Liberalisierung der Märkte, speziell auch für Energie, Wasser und landwirtschaftliche Erzeugnisse, sowie die Auswirkungen der EU-Erweiterung und die Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie nicht exakt zu prognostizieren.

Zur Schaffung von wissenschaftlichen Grundlagen für zukünftige Planungen im Elbegebiet fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Verbundvorhaben „Auswirkungen des Globalen Wandels auf Umwelt und Gesellschaft im Elbe-Gebiet (GLOWA Elbe, Förderkennzeichen: 07 GWK 03)“. Basierend auf Szenarien für Klima und Gesellschaft einerseits und alternativen Handlungsstrategien andererseits werden Modellrechnungen durchgeführt, die es erlauben, die Auswirkungen auf Wasserdargebot, Wasserverfügbarkeit und Gewässergüte abzuschätzen.