Archiv der Kategorie: 44. Jahrgang, 2000

Reaktion gelöster und partikelgebundener Schadstoffe bei der Resuspendierung von Gewässersedimenten durch künstliche Hochwasserwellen in einem kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2000

Autorin/Autor:
Andreas Krein und Reinhard BierI

Schlagworte:
Schadstoffe, Resuspendierung, Sedimente

ln kleinen und mittleren Einzugsgebieten reagiert meist die gesamte Fläche auf Niederschlagsereignisse. Die resu ltierenden Hochwasserwellen zeigen komplexe Muster zusammenhängender Prozesse , die in Vegetation, Boden und Gestein sowie in unterschiedlichen Teilen des Einzugsgebietes vonstatten gehen. Forschungen zur Antwort eines komplexen Systems auf einen Niederschlagsimpuls stellen folglich eine große Herausforderung dar, und es ist nicht immer möglich, die Richtigkeit der gezogenen Schlussfolgerungen zu überprüfen. Der Hauptvorteil von Geländeexperimenten ist die Möglichkeit, ein zelne steuernde Größen auszuschließen oder gezielt zu kontrollieren. Da künstliche Hochwasserwellen ihr Muster nur im Gerinnebett erzeugen, sind sie einfacher zu interpretieren als die Ergebnisse bei natürlichen Ereignissen. Sie resuspendieren in einem kleinen Mittelgebirgseinzugsgebiet teilweise den Sedimentkörper und entlassen gelöste Schwermetalle aus dem hyperheischen lnterstitial. Die selektive Erosion unterschiedlich großer Partikel führt zu variablen Mustern beim partikulären Transport polyzyklisch aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK) sowie von Schwermetallen.

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Dispergatoren als Option bei der Ölunfallbekämpfung

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2000

Autorin/Autor:
Karl Heinz van Bernem, Thies-Peter Lübbe,
Volker Brenk, Ulf Bustorff, Dirk Reichenbach, Klaus Schroh und
Michael WunderIich

Schlagworte:
Dispergatoren, Ölunfall

Nach der Havarie des Frachters MS “PaIIas” vor der Insel Am rum im Oktober 1998 wurde diskutiert, ob und wie das Unglück und die Folgen hätten verhindert werden können. Eine unabhängige Expertenkommission wurde zur Klärung der offenen Fragen einberufen. Sie legte im Februar 2000 dem Bundesminister für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen ihren Bericht vor. Hierin wird u. a. empfohlen, chemische Mittel zur Dispergierung von Öl weiter zu entwickeln und konzeptionelle Grundlagen für den Einsatz zu schaffen. Auf der Grundlage eines Kabinettsbeschlusses der Bundesregierung werden die Aufgaben zur Zeit in dem ressortübergreifenden Projekt “Verbesserung der maritimen Notfallvorsorge und des Notfallmanagements” behandelt. Die vorliegende Veröffentlichung beschreibt die Fakten, die für eine Bewertung zum Einsatz von Dispergatoren beachtet werden müssen. Hierfür wurde eine umfangreiche Literaturauswertung durchgeführt.

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Ökotoxikologische Bewertung von Baggergut aus Bundeswasserstraßen mit Hilfe der pT -Wert-Methode

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2000

Autorin/Autor:
Falk Krebs

Schlagworte:
Ökotoxikologische Bewertung, Baggergut

Bodenmaterial, welches im Rahmen von Unterhaltungs- und Ausbaumaßnahmen aus Gewässern entnommen wird , trägt gemäß
DIN 19 731 (1998) die Bezeichnung Baggergut Es wird im Bereich der Bundeswasserstraßenverwaltung im Regelfall wieder in demselben
Gewässer, aus dem es entnommen worden ist, untergebracht. Ein derartiges Umlagern kann entweder durch Verklappen in die fließende Welle, durch hydrodynamisches Baggern (z. B. Wasserinjektionsverfahren) oder durch ortsfeste Ablagerung erfolgen. Das Aufnehmen und Umlagern des Baggergutes wird als ein einheitlicher, zusammenhängender Vorgang hoheitlicher Verwaltungstätigkeit des Bundes eingeordnet. Die Handhabung von Baggergut ist durch die “Handlungsanweisung für den Umgang mit Baggergut im Binnenland (HABAB-Wsv)” und durch die “Handlungsanweisung für den Umgang mit Baggergut im Küstenbereich (HABAK-Wsv)” geregelt Bei Landlagerung ist ausschließlich die HABAB-Wsv anzuwenden. Voraussetzung für eine Umlagerungsgenehmigung ist eine umweltverträgliche Qualität des Baggergutes. Die Baggergutbeschaffenheit wird anhand physikalischer, sedimentologischer, chemischer, biochemischer (mit Blick auf den Sauer- und Nährstoffhaushalt) und ökotoxikologischer Kriterien geprüft und nach den Vorgaben der Handlungsanweisungen bewertet Unterschieden werden 3 Kategorien: Fall 1: Das Baggergut kann umgelagert werden. Fall 2: Über die Umlagerung ist eine Einzelfallentscheidung zu fällen. Fall 3: Das Baggergut darf nicht umgelagert werden. Kann keine Genehmigung für eine Unterbringung in der Bundeswasserstraße erteilt werden, dann kommen ein unmittelbares Verwenden, ein Verwerten oder ein Beseitigen an Land sowie ein Einbringen in Gewässer außerhalb von Bundeswasserstraßen in Betracht Für diese Möglichkeiten der Unterbringung geben die Handlungsanweisungen nur allgemeine Hinweise, da es sich hierbei um landesrechtlich geregelte Genehmigungsverfahren handelt.

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Grundwasserschutz beim Ausbau und der Unterhaltung von Bundeswasserstraßen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2000

Autorin/Autor:
Helmut GiebeI und Willi Laier

Schlagworte:
Bundeswasserstraßen, Grundwasser

Im Rahmen des Ausbaues und der Unterhaltung von Bun(jeswasserstraßen stellen sich zahlreiche Grundwasserfragen quantitativer und qualitativer Art. Nachfolgend wird zunächst ein genereller Uberblick über die Wechselwirkungen zwischen Grundwasser und Oberflächenwasser gegeben. Darüber hinaus wird auf Besonderheiten des Grundwasserschutzes beim Ausbau und der Unterhaltung von Bundeswasserstraßen eingegangen. Schließlich erfolgt eine themenbezogene Vorstellung ausgewählter Beispiele von Bearbeitungen, die in der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) bis zum Jahr 1999 durchgeführt worden sind.

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Erosive Freisetzung von partikulären Stoffen aus Gewässersedimenten – Quantifizierung mit Hilfe der Quellkomponenten-Mischungsanalyse

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2000

Autorin/Autor:
lngo Haag, Ulrich Kern und Bernhard Westrich

Schlagworte:
Sedimente, Erosion, Schadstoffe

ln vielen unserer Fließgewässer finden sich heute Sedimentablagerungen, die in erheblichem Maße mit umweltrelevanten Stoffen verunreinigt sind. Die Freisetzung von Schadstoffen aus den Gewässersedimenten infolge Erosion bei Hochwasser kann zu stoßartigen Belastungen des Gewässerökosystems führen, über deren Ausmaß mit den konventionellen Methoden (Gewässervermessung, Stofffrachtbilanzen) nur begrenzte Aussagen möglich sind. Das hier vorgestellte Verfahren der Quellkomponenten-Mischungsanalyse (QKM) erlaubt sowohl integrierende als auch zeitlich aufgelöste Aussagen über die erosive Remobilisierung von Sedimentenablagerungen und den assoziierten Schadstoffen. Die exemplarische Anwendung des Verfahrens auf ein Hochwasser am Neckar verdeutlicht, dass die Erosion von enormer Bedeutung für den Schadstofftransport während Hochwasser sein kann.

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Geoelektrische Untersuchungen im Einzugsgebiet des Grundwasserwerkes Untere Sieg

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2000

Autorin/Autor:
Ralph Krämer, Birgit Kühnast und Hans Joachim KümpeI

Schlagworte:
Sieg, Hydrogeologie

Geoelektrische Untersuchungsmethoden zur Erkundung der Untergrundverhältnisse gehören zu den Standardverfahren der Angewandten Geophysik (GHOSH 1971 ). Zur Klärung hydrogeologischer Fragestellungen in Einzugsgebieten von Grundwassergewinnungsanlagen sind sie bislang nur selten eingesetzt worden. Sie können jedoch insbesondere in Gebieten, wo die geologischen Verhältnisse engräumig wechseln, effektiver und kostengünstiger angewendet werden als Erkundungsbohrungen.

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Paläogeographische Geschichte der Donau und ihres Einzugsgebietes

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Miklós Domokos, Ferenc NeppeI und Sander Somogyi

Schlagworte:
Paläogeographische Geschichte, Donau

Die Mittel- und Südost-Europa in einer Länge von 2857 km durchfließende Donau ist mit ihrem langjährigen mittleren Abfluss von 6855 m³s- 1, nach der Wolga, der zweitgrößte Fluss Europas und der 21. der Weit. Ihr Einzugsgebiet liegt südlich der von Gibraltar bis zum Nördlichen Ural verlaufenden europäischen Hauptwasserscheide, und zwar südlich der Quellgebiete von Rhein, Eibe, Oder sowie Weichsel und westlich von Dnjepr sowie dem Schwarzen Meer (Abb. 1 ). Die Entfernung in der Luftlinie zwischen dem Quellgebiet der Donau im Schwarzwald und ihrer Mündung in das Schwarze Meer beträgt 1630 km. Ihre höhenmäßig stark gegliederte, 6320 km lange Einzugsgebietsgrenze erreicht ihren höchsten Punkt, Piz Bernina mit 4052 m Seehöhe, an ihrer südlichen Strecke, während der höchste Punkt der nördlichen Strecke der Gipfel Krivan ist (2496 m). Dieses sich weit von Westen nach Osten erstreckende Gebiet hat seit dem Miozän, d.h. in den letzten 25 Mio Jahren, mannigfache Änderungen erfahren, deren Gesamtheit die heutige Orographie prägt und sich damit auf die Natur- und Kulturlandschaft auswirkt.

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Zur Erstellung einer fachlich-statistisch abgestimmten Datenerhebungsstrategie am Beispiel eines synökologisch orientierten Forschungsprojektes in den Elbauen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Marcus Rink, Klaus HenIe und Sabine Stab

Schlagworte:
Elbe, Ökosystem, Semivarianzanalyse

Die Zusammenführung ökosystemarer Feldinformationen zur Aufdeckung relevanter Steuergrößen in den strukturbildenden Wirkketten eines Okosystems erfordert eine integrierende Schnittstelle zwischen den Datengrundlagen und den Auswertekonzepten. Für den Einsatz multivariater Datenanalysemethoden ist ein statistisch bedingter Formalismus bei der Datenerhebung einzuhalten, der mit den lachwissenschaftlichen Belangen abzustimmen ist, um die Daten verschiedener Fachdisziplinen und die Verfahren der mathematisch-statistischen Ökosystemforschung miteinander kompatibel werden zu lassen. Um dies zu realisieren, wird die Datenerhebung mittels eines stratifizierten Zufallsstichprobenplans durchgeführt. Die Datenanalyse erfolgt mit direkten Ordinationsverfahren, Semivarianzanalyse und logistischer Regression.

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Landnutzungsbezogene Modeliierung hochwassergenetisch relevanter Abflusskomponenten im Ruwer-Einzugsgebiet

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 4,
August 2000

Autorin/Autor:
Michael VohIand, Adrian Treis, Andreas Krein, Thomas UdeIhoven und Joachim HiII

Schlagworte:
Abflusskomponenten, Landnutzung, Hochwasserschutz

Prozessbasierte hydrologische Modelle mit zeit- und flächendetaillierter Arbeitsweise ermöglichen die differenzierte Quantifizierung der physisch-geographisch determinierten Abflussbildung innerhalb eines Flusseinzugsgebietes. Im Falle modellinterner Unterscheidung einzelner Abflusskomponenten und entsprechender Sensibilität für Landnutzungsparameter stellen solche Modelle Werkzeuge dar, die eine Bewertung der Landnutzung im Hinblick auf die Bildung schnellwirksamen Abflusses ermöglichen. Validierte Modellergebnisse erlauben es daher auch, die Effizienz agrarpolitischer Maßnahmen als potentiellen Beitrag zum Hochwasserschutz abzuschätzen.

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Geomorphometrische Parameter mit hydrologischer Relevanz und die Qualität der zugrunde liegenden Digitalen Höhenmodelle

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Hartmut Gündra, Andre Assmann und Stefan Jäger

Schlagworte:
Geomorphometrische Parameter, Reliefanalyse

Die digitale Reliefanalyse bietet neue, effektive Möglichkeiten, Entscheidungsprozesse in der Umwelt- und Ressourcenplanung wesentlich zu vereinfachen. Dies bezieht sich auf die Modeliierung von häufig nicht verfügbaren Datengrundlagen, aber auch auf die Substitution aufwendiger Modellierungstechniken durch die Definition von Indikatoreigenschaften des Reliefs. Geomorphographisch definierbare hydrologische Prozessbereiche, wie z. B. abflusswirksame Flächen, Kolluvialbereiche und Überschwemmungsflächen, sind in ihrer räumlichen und zeitlichen Dynamik von besonderer Relevanz, um wasserwirtschaftliche Maßnahmen angepasst planen zu können.

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Hochwasser als soziales Ereignis Gesellschaftliche Faktoren einer Naturgefahr

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Juergen WeichseIgartner

Schlagworte:
Hochwasser, gesellschaftliche Faktoren

Der vorliegende Bericht ist aus dem Bemühen entstanden, auch in Deutschland einen eher sozialwissenschaftliehen Beitrag zur Hochwasserproblematik zu liefern. Ohne den Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben, möchte der Verfasser für das Thema Hochwasser eine Brücke zwischen naturwissenschaftlich-technischer und auf aktuelle Ereignisse bezogener Sichtweise sowie den langfristig wirksamen Rückkopplungen sozialer, ökonomischer, kultureller und ökologischer Art schlagen. Dem einen oder anderen mag dabei der gewählte Blickwinkel ungewohnt erscheinen, den Experten der jeweiligen Fachdisziplinen wird die Tiefe und Schärfe, mit der die unterschiedlichen Parameter fokussiert wurden , nicht genügen. Gleichwohl hofft der Autor, mit seinen Beispielen und Argumenten dazu beitragen zu können, dass Berührungsängste zwischen Natur- und Ingenieurwissenschaften einerseits und Sozialwissenschaften andererseits abgebaut und zusätzliche Akzente bei der Bewältigung von Naturgefahren gesetzt werden.

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Die gentoxische Gewässergüte-Klassifizierung der Eibe – entwickelt mit Hilfe des DNA-Aufwindungstests mit der Dreikantmuschel

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2000

Autorin/Autor:
Elisabeth Wittekindt, Christiane Matthess, Thomas Gaumert und Peter-Diedrich Hansen

Schlagworte:
Gewässergüte-Klassifizierung, Gentoxizität

Die Güteklassifizierung der Fließgewässer stützt sich seit vielen Jahren auf den Saprobienindex, der die organische Belastung und die Bioaktivität repräsentiert. Es wurde immer mehr als Mangel empfunden, dass andere Aspekte der Gewässergüte mit dem Saprobiensystem allenfalls indirekt ausgedrückt werden; mit zunehmender Verbesserung der Trophie wurden Gewässer (-abschnitte) mit einer Qualität ausgezeichnet, deren man sich bezüglich z. B. Schwermetalle oder Gentoxizität nicht sicher sein konnte. ln kurzer Folge sind jetzt Verfahren für die chemischen Daten (Heft 4/1999) und die Ökologie (Heft 1/2000) entwickelt und in dieser Zeitschrift präsentiert worden. Mit diesem Aufsatz kommt ein Vorschlag dazu , wie die Gentoxizität in einer Zeitreihe zu erfassen ist und für Gewässer(-abschnitte) vergleichend dargestellt werden kann.

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Die Erprobung einer neuen Messanordnung zur Verdunstungsbestimmung an Grünland

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 2,
April 2000

Autorin/Autor:
Julius Werner

Schlagworte:
Verdunstung, Grünland

Es war das Ziel der Studie, die seit einigen Jahren verfügbaren neuen Luftfeuchte- und Windgeschwindigkeits-Sensoren auf ihre Praxistauglichkeit in unkonventionellen Verdunstungs-Messanordnungen zu untersuchen. Eine erste Validierung erfolgte 1996/97 auf dem mit Gras bestandenen Becken der Großlysimeter-Anlage St. Arnold bei Rheine (NRW). Zwar gab es einige Probleme bei der Gewinnung von Referenzwerten der realen Evapotranspiration; dennoch scheint sich die Brauchbarkeit von Konzept und Sensoren zur Verdunstungsbestimmung an Grünland zu bestätigen.

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Ermittlung des Schwermetall-Backgrounds im Rahmen der Sanierung von Bodenkontaminationen

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 2,
April 2000

Autorin/Autor:
Hubert HeIImann

Schlagworte:
Blei, Zink, Schwermetallgehalt

Im untersuchten Schadensfall wird am Beispiel von Blei und Zink beschrieben, wie der geogen bedingte natürliche Schwermetallgehalt vorzugsweise im Untergrund (ungesättigte Bodenzone), der je nach Gesteins- und Mineralzusammensetzung variiert, neben der von Menschenhand eingetragenen mehr oder weniger massiven anthropogenen Belastung nachgewiesen werden kann. Mit Hilfe eines statistischen Auswerteverfahrens lässt sich dieser Background ermitteln und von den anthropogenen SM-Beiträgen abgrenzen. Im Gegensatz zum Background kennzeichnet der in der Fachliteratur häufig zitierte “Hintergrundwert” eine ubiquitär auftretende anthropogene SM-Kontamination in der Regel des Oberbodens in regional und örtlich unterschiedlicher Höhe, dem allerdings in diesem Beitrag nicht eigens nachgegangen wird.

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Trend und Verteilungsmuster der Nitratbelastung im Grundwasser des westlichen Geestkerns auf der Insel Föhr

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 2,
April 2000

Autorin/Autor:
Hark KeteIsen und Peter Widmoser

Schlagworte:
Nitrat, Grundwasser, Föhr

Der Zusammenhang zwischen der Nitratbelastung des Grundwassers und diffusem Nitrataustrag aus landwirtschaftlich genutzten Böden ist seit langem bekannt. Dass auch bei intensiver Landwirtschaft das Grundwasser nahezu nitratfrei sein kann, beruht auf der biologischen Denitrifikation, die ihrerseits von der Präsenz nutzbarer Elektronendonatoren im Grundwasserleiter abhängt. ln dieser Studie wird auf der Basis hydrogeochemischer Analysen ein hydrogeologisches Konzeptmodell entworfen, das die Verteilung nitratbelasteter und -unbelasteter Bereiche im Grundwasserleiter der Geest im Südwesten der Insel Föhr erklärt.

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Chemisch-physikalische lnhomogenitäten im Rhein bei Basel

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2000

Autorin/Autor:
Eva Binderheim-Bankay und Adrian Jakob

Schlagworte:
lnhomogenitäten, Rhein, Flussquerschnitt

Die Messstation zur analytischen Daueruntersuchung von Fliessgewässern von Village-Neuf wurde 2.7 km flussaufwärts nach Weil a. Rhein verlegt. Basierend auf den Parallelmessungen der beiden Stationen werden chemisch-physikalische lnhomogenitäten im Flussquerschnitt und im Längsverlauf des Rheins aufgezeigt. ln diesem Zusammenhang werden einerseits die Auswirkungen dieser Stationsverlegung auf die Auswertung und Interpretation langjähriger Messreihen diskutiert und andererseits werden die Konsequenzen für die Planung repräsentativer Messungen aufgezeigt.

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Bemessungshochwasser in kleinen Wildbacheinzugsgebieten – Was bringt ein hydrologisches Prozessmodell gegenüber einfachen Schätzformeln

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2000

Autorin/Autor:
Hannes KIeindienst und Felix Forster

Schlagworte:
Bemessungshochwasser, Wildbach, Prozessmodell

Die Korrektur und Verbauung von Flüssen hat die Menschen immer näher an die Ufer dieser Gewässer bauen lassen. Immer wieder zeigt sich jedoch, dass unerwartet hohe Abflüsse Siedlungsgebiete und Infrastrukturanlagen gefährden und dabei nicht nur große Sachschäden anrichten, sondern auch Menschenleben fordern. Um Schutzmaßnahmen zu ergreifen, muss bekannt sein, mit welchen Hochwasserabflüssen zu rechnen ist. Der vorliegende Beitrag diskutiert verschiedene Verfahren, um Bemessungsabflüsse in Wildbächen aus kleinen Einzugsgebieten zu bestimmen. Im Vordergrund steht die Frage, ob ein prozess-orientiertes hydrologisches Modell für diesen Zweck besser geeignet ist als einfache Schätzformeln, wie sie in der Praxis eingesetzt werden.

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Der Einfluss des Bodens auf die Wellenform und den Stofftransport bei Hochwasser in kleinen Einzugsgebieten

Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
44. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2000

Autorin/Autor:
Andreas Krein

Schlagworte:
Stofftransport, Hochwasser

Zum allgemeinen Prozessverständnis der Hochwasserentstehung sind zwei Faktoren entscheidend. Einer ist der hydraulische Aspekt. Die Wellen aus verschiedenen Bächen überlagern sich, dadurch entsteht eine neue größere Welle. Andererseits muss das Wasser erst einmal in die einzelnen Gerinne gelangen. Dies geschieht durch Fließen über den Boden und Durchströmen des Bodenkörpers. Dabei werden unterschiedliche Stoffquellen aktiviert, welche den Chemismus des Abflusses modifizieren. Mit Hilfe einer kombinatorischen Betrachtung von beprobten Wellen kleiner Einzugsgebiete sowie Beregnungsversuchen in deren Gewässerrandbereichen wird die Bedeutung des Substrats für den Unterschied zwischen Hochwasserwellen kleiner Mittelgebirgseinzugsgebiete erklärt. Dabei hilft die Stoffflussanalyse pedogener Tracer in den Gewässern sowie in Bodenwasserströmen. Insbesondere der Bodenwassergehalt ist eine wichtige Steuergröße für die Wasserführung und den Gehalt an gelösten Substanzen sowie das Verhalten partikelgebundener Stoffe.

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Fachartikel_HyWa_1_2000_Krein

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