Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
58. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2014
Autor/Autorin:
Irene Kohn, Klemens Rosin, Daphné Freudiger, Jörg Uwe Belz, Kerstin Stahl und Markus Weiler
Schlagworte:
Abfluss, Grundwasser, Jährlichkeit, Niedrigwasser, saisonale Anomalie
Zitierung:
KOHN, I., K. ROSIN, D. FREUDIGER, J.U. BELZ, K. STAHL & M. WEILER (2014): Niedrigwasser in Deutschland 2011. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 58 (1), 4–17; DOI: 10.5675/HyWa_2014,1_1
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2013
Autor/Autorin:
Arne Arns, Thomas Wahl, Sönke Dangendorf, Christoph Mudersbach und Jürgen Jensen
Schlagworte:
Extremwertstatistik, hydrodynamisch-numerische Modellierung, Nordsee, Regionalisierung, Sturmfluten, Wiederkehrintervalle
Zitierung:
Arns, A., Wahl,T., Dangendorf, S., Mudersbach, C. & Jensen, J.(2013) Ermittlung regionalisierter Extremwasserstände für die Schleswig-Holsteinische Nordseeküste; DOI: 10.5675/HyWa_2013,6_1
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
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2013
Autor/Autorin:
Tobias Conradt, Michael Roers, Kai Schröter, Florian Elmer, Peter Hoffmann, Hagen Koch, Fred F. Hattermann und
Frank Wechsung
Schlagworte:
Abflusssimulation, Elbe, Hochwasser, SWIM
Zitierung:
Conradt, T., M. ROERS, K. SCHRÖTER, F. ELMER, P. HOFFMANN, H. KOCH, F.F. Hattermann & F. WECHSUNG: Vergleich der Extremhochwässer 2003 und 2013 im deutschen Teil des Elbegebiets und deren Abflusssimulation durch SWIM-live. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 57 (5), 241–245; DOI: 10.5675/HyWa_2013,5_4
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2013
Autor/Autorin:
Frank Herrmann, Shaoning Chen, Lena Heidt, Jörg Elbracht, Nicole Engel, Ralf Kunkel, Udo Müller, Herbert Röhm, Harry Vereecken und Frank Wendland
Schlagworte:
Grundwasserneubildung, mGROWA, Modellevaluierung, Niedersachsen, Wasserhaushalt
Zitierung:
Herrmann,F. ; Chen,S. ,Heidt, L., Elbracht, J., Engel, J., Kunkel,R. Müller, U., Röhm, H.,Vereecken,H. &Wendland, F.(2013):Zeitlich und räumlich hochaufgelöste flächendifferenzierte Simulation des Landschaftswasserhaushalts in Niedersachsen mit dem Model mGROWA; DOI: 10.5675/HyWa_2013,5_2
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2013
Autor/Autorin:
Anne Fangmann, Aslan Belli und Uwe Haberlandt
Schlagworte:
Abflusszeitreihen, Hochwasser, Niedersachsen, Niedrigwasser, Trendanalyse
Zitierung:
Fangmann, A., Belli, A. & Haberland, U.(2013):Trends in beobachteten Abflusszeitreihen in Niedersachsen;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,5_1
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2013
Autor/Autorin:
Michael Roers, Pia Gottschalk, Tobias Conradt, Claus Rachimow und Frank Wechsung
Schlagworte:
Elbe, ökohydrologisches Modell SWIM, Pflanzenentwicklung, Simulation Wasserhaushalt, tagesaktuelle Simulation
Zitierung:
Roers, M., P. Gottschalk, T. Conradt, C. Rachimow & F. Wechsung: SWIM-live 1.0 – Tagesaktuelle Simulation des Wasserhaushalts und der landwirtschaftlichen Pflanzenentwicklung im Elbegebiet. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 57 (5), 225–240; DOI: 10.5675/HyWa_2013,5_3
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 4,
August 2013
Autor/Autorin:
Berenike Meyer, Reinhard Bierl, Sabine Keßler und Andreas Krein
Schlagworte:
Abflussentstehung, Chemodynamik, Mischkanalsystem, Niederschlagswasserbewirtschaftung, Stoffhaushalt, Trennkanalsystem
Zitierung:
Meyer, B., Bierl, R. & Klein, A.(2013):Untersuchung von Niederschlagswassermanagementsystemen und deren stofflicher Wirkung auf den Vorfluter mittels hochaufgelöster Ereignisbeprobung;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,4_2
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 4,
August 2013
Autor/Autorin:
Jannis Groh, Heike Puhlmann und Klaus von Wilpert
Schlagworte:
Bodenwasserhaushalt, Parameteroptimierung, SCEM-UA-Algorithmus, Sensitivitätsanalyse
Zitierung:
Groh, J. , Puhlmann, H. & K. von Wilpert (2013):Kalibrierung eines Bodenwasserhaushaltsmodells mit einer kombinierten Zielfunktion für die Optimierung der Wasserretentionskurve;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,4_1
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2013
Autor/Autorin:
Heribert Nacken und Johannes Cullmann
Schlagworte:
Aus- und Fortbildung, Bildungsangebote, didaktische Prinzipien, mediengestützte Wissensvermittlung, Wasserwirtschaft
Zitierung:
Nacken, H. , Cullmann, J.(2013):
Mediengestützte Ausbildung in der Wasserwirtschaft – aktuelle Fallbeispiele; DOI: 10.5675/HyWa_2013,3_6
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2013
Autor/Autorin:
Gerd Michelsen und Marco Rieckmann
Schlagworte:
Bildung, Gestaltungskompetenz, nachhaltige Entwicklung, Wasser
Zitierung:
Michelsen, G. , Rieckmann, M.(2013):Bildung für nachhaltige Entwicklung zum Thema „Wasser“;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,3_5
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2013
Autor/Autorin:
Jörg Dietrich, Eva Starke und Uwe Haberlandt
Schlagworte:
Hydrologie, Internationalisierung, Kapazitätsentwicklung, Leibniz Universität Hannover, Master, Wasserbewirtschaftung
Zitierung:
Dietrich, J. , Starke, E. & Haberlandt U. (2013): Erfahrungen mit dem internationalen Masterstudiengang ”Water Resources and Environmental Management (WATENV)” an der Leibniz Universität Hannove;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,3_1
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2013
Autor/Autorin:
Markus Disse, Jörg E. Drewes und Peter Rutschmann
Schlagworte:
Aus- und Fortbildung, Ingenieur, Master, Technische Universität München, Umweltingenieur, Wasserbewirtschaftung
Zitierung:
Disse, M. , Drewes, E. J. & Rutschmann P. (2013):
Vorstellung des internationalen Masterstudiengangs ”Environmental Engineering” an derTechnischen Universität München (TUM;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,3_2
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2013
Autor/Autorin:
Mariele Evers und Lars Nyberg
Schlagworte:
Aus- und Fortbildung, blended learning, Hochwasserrisikomanagement, internationaler Masterkurs
Zitierung:
Evers, M. , Nyberg, L. J. (2013): Transnationale Bildung für Integriertes Hochwasserrisikomanagement – der Masterkurs “Integrated Flood Risk Management“;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,3_3
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 3,
Juni 2013
Autor/Autorin:
Uwe Haberlandt und Hannes Müller
Schlagworte:
Bachelor, Curriculum, Hydrologie, Lehrangebot, Master
Zitierung:
Haberland, U. , Müller, H. (2013):Vergleich von Hydrologie-Curricula für unterschiedliche Fachrichtungen an deutschen Universitäten;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,3_4
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 2,
April 2013
Autor/Autorin:
Petra Kahle, Sandra Schönemann und Bern Lennartz
Schlagworte:
Dränung, Gewässerrandstreifen, Grundwasser, Nitrataustrag, Wasserqualität
Zitierung:
Kahle, P., Schönemann J. & Lennartz B. (2013): Wirksamkeit von Gewässerrandstreifen auf Nitrateinträge in Oberflächengewässer gedränter Tieflandeinzugsgebiete;
DOI: 10.5675/HyWa_2013,2_2
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2013
Autor/Autorin:
Norbert Busch, Stefan Vollmer und Marcus Hatz
Schlagworte:
Elbe, Flusshydrologische Software (FLYS), Gewässermorphologie, Sohlhöhenänderungen, Wasserspiegelfixierungen, Wasserstandsänderungen
Zitierung:
Busch, N., S. Vollmer & M. Hatz: Neue Auswertemethode zum Nachweis von Wasserstandsänderungen im Zusammenhang mit der morphologischen Entwicklung an Bundeswasserstraßen – dargestellt am Beispiel der Mittleren Elbe. – Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 57 (1), 4–13; DOI: 10.5675/HyWa_2013,1_1
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 1,
Februar 2013
Autor/Autorin:
Wolfgang Rieger und Markus Disse
Schlagworte:
Bodenhydrologische Messungen, dezentraler Hochwasserschutz, Kleinrückhaltebecken, Landnutzungs- und Bewirtschaftungsänderung, prozessorientierte Modellierung, Renaturierungsmaßnahmen
Zitierung:
Rieger,W.,Disse M. (2013): Physikalisch basierter Modellansatz zur Beurteilung der Wirksamkeit einzelner und kombinierter dezentraler Hochwasserschutzmaßnahmen; DOI: 10.5675/HyWa_2013,1_2
Hydrologie und
Wasserbewirtschaftung
57. Jahrgang, Heft 2,
April 2013
Autor/Autorin:
Manon Janssen, Johanna Frings und Bernd Lennartz
Schlagworte:
Drainage, Gewässerrandstreifen, Grabenwasser, Grundwasser, Nitrat, Stoffeintrag
Zitierung:
Janssen, M., Frings J. & Lennartz B. (2013): Haben Gewässerrandstreifen an einem gedränten Ackerstandort einen Einfluss auf die Nitratkonzentrationen im Grundwasser? – Eine Prozessstudie auf Feldebene in Mecklenburg-Vorpommern; DOI: 10.5675/HyWa_2013,2_1
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
56. Jahrgang, Heft 2, April 2012
Autor/Autorin:
Klaus Gocke, Jürgen Lenz, Helmut Westphal, Regine Koppe,
Gerhard Rheinheimer und Hans-Georg Hoppe
Schlagworte:
Bakterielle Aktivität, Oderhaff, Primärproduktion, Schlei, Tagesrhythmus
Zitierung:
Gocke, K., Lenz, J., Westphal, H., Koppe, R., Rheinheimer, G. & Rademacher S. (2012) Zur Tagesperiodik der mikrobiellen Aktivität in hypertrophen Küstengewässern; DOI: 10.5675/HyWa_2012,2_1
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
55. Jahrgang, Heft 6, Dezember 2011
Autor/Autorin:
Heidi Kreibich, Sebastian Meyer und Bernd Diekkrüger
Schlagworte:
Grundhochwasser, Modellierung von Grundhochwasserschäden, Schadensfunktionen, Validierung
Während und nach dem Hochwasser 2002 in Dresden traten erhebliche Schäden durch Grundhochwasser auf. Bisher werden solche Schäden im Rahmen von Hochwasserrisikoanalysen kaum gesondert berücksichtigt. Jedoch sind verlässliche Schadensmodelle erforderlich, um die Kosteneffizienz von entsprechenden Minderungsmaßnahmen zu evaluieren und ein umfassendes Risikomanagement zu unterstützen. Deshalb wurde das Hochwasserschadensmodell FLEMOps (Flood Loss Estimation Model for the private sector) für die Modellierung von Grundhochwasserschäden weiterentwickelt. FLEMOps basiert auf empirischen Hochwasserschadensdaten und nutzt neben der Wassertiefe weitere schadensbeeinflussende Faktoren wie Gebäudetyp, Vorsorge und Kontamination. In Dresden wurde FLEMOps für Grundhochwasser auf der Mikro- und Mesoskala erfolgreich validiert und eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2009
Autor/Autorin:
Mario Oertel, Andreas Schlenkhoff und Gerd Morgenschweis
Schlagworte:
Abflusskurven, Hochwasser, hydromorphologische Randbedingungen, 2-D-Simulation
Nach den extremen Hochwasserereignissen an der Ruhr im August 2007 war es erforderlich, die vorhandenen Abflusskurven der Pegel Wetter und Hattingen zu überprüfen, da diese inkonsistente Ergebnisse lieferten. Als Ursache hierfür wurden veränderte hydromorphologische Randbedingungen und verstärkter Bewuchs entlang der Ufer und in den Vorländern ermittelt. Darüber hinaus waren die bisherigen Abflusskurven für das gesamte Abflussjahr gültig und im Bereich höherer Abflüsse ausschließlich durch Kalibrierungsmessungen während winterlicher Hochwasserereignisse belegt. Die Augusthochwässer 2007 waren aber die ersten Sommerereignisse seit vier Jahrzehnten. Mit Hilfe von zweidimensionalen numerisch-hydraulischen Simulationen wurden unter Einbeziehung variierender Rauheitseinflüsse durch den angrenzenden Bewuchs neue Abflusskurven – für Sommer- und Winterhalbjahre differenziert – erstellt. Es zeigten sich deutliche Unterschiede in den Abflusskurven für das Sommerhalbjahr. Da während des Winterhalbjahres bisher noch keine Hochwassermessungen bei dem vorhandenen verstärkten Bewuchs durchgeführt werden konnten, ist vorgesehen, entsprechende Modellberechnungen durchzuführen, nachdem entsprechende Kalibrierungsmessungen vorliegen.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2009
Autor/Autorin:
Sylvin H. Müller-Navarra
Schlagworte:
Deutsche Bucht, Extremwertabtastung, numerische Glättung, Tidekurve, Tidescheitelwerte
Auf den ersten Blick erscheint die Festlegung der Tidescheitelwerte einer digitalen Pegelkurve ein triviales Problem zu sein. Die Kurven weisen jedoch mannigfaltige natürliche und artifizielle Störungen auf, die zwar für einen erfahrenen Hydrologen bei manueller Auswertung ohne weiteres herauszufiltern sind, eine automatische, IT-gestützte Tidescheitelbestimmung aber enorm erschweren. Seit mehr als 20 Jahren wird für letzteres ein Verfahren verwendet, welches die Zeitreihe stückweise an ein Polynom höherer Ordnung anpasst. Die Ordnungszahl des Polynoms und die verwendete Zeitspanne sind dabei jedoch abhängig von den natürlichen Verhältnissen am Standort und von den technischen Eigenschaften des Pegels zu wählen.
Motivation für die Entwicklung einer neuen, automatischen Methode war die gewünschte Einsetzbarkeit im Wasserstandsvorhersagedienst für die deutsche Nordseeküste. Hierbei müssen ständig die neuesten Tidescheitelwerte festgestellt und in die laufenden Vorhersagen eingearbeitet werden. Das ist bei der Vielzahl der mittlerweile per Datenfernübertragung verfügbaren Pegelzeitreihen manuell nicht länger möglich.
Drei Teilprobleme mussten gelöst werden: die numerische Glättung der Kurven, die Extremwertabtastung und die Nummerierung der Extremwerte. Dabei konnten Verfahren aus ganz unterschiedlichen Wissenschaftszweigen adaptiert werden. Finanzmathematik und technische Mechanik zeigten einen Lösungsweg für die Glättung auf, und aus der Himmelsmechanik empfahl sich eine Nummerierung dem Monde folgend.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 6,
Dezember 2009
Autor/Autorin:
Walter J. Krause, Winfried Rost und Tanja Lüllwitz
Schlagworte:
Fließgeschwindigkeit, Fließzeiten, longitudinale Dispersion, Mosel, Tritium
Intermittierende Einleitungen von Tritium aus dem Kernkraftwerkstandort Cattenom bei bestimmungsgemäßem Betrieb wurden zur Ermittlung von Fließzeiten, Fließgeschwindigkeiten und Kenngrößen zur longitudinalen Dispersion in der Mosel genutzt. Die hierbei gewonnenen Daten bilden die Grundlage für Prognosen, anhand derer in einem Störfall das Fließ- und Ausbreitungsverhalten gelöster radioaktiver Stoffe entlang der Fließstrecke beschrieben und die radiologischen Auswirkungen für unterliegende Nutzungsbereiche minimiert werden können.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2009
Autor/Autorin:
Britta Höllermann, Bernd Diekkrüger und Simone Giertz
Schlagworte:
IWRM, Klimawandel, sozioökonomischer Wandel, Szenarienanalyse, Wasserbedarf, WEAP Modellierung
Obwohl Benin nicht zu den Ländern zählt, die von physischem Wassermangel betroffen sind, entstehen während der Trockenzeit Versorgungslücken. Studien haben zudem gezeigt, dass vor allem die ländliche Bevölkerung des Landes nicht ausreichend mit Wasser versorgt wird. Im Zuge der zu erwartenden klimatischen Veränderung ist eine Bewertung der nationalen Wasserverfügbarkeit daher ein wichtiger Schritt für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Ressourcen und für eine Verbesserung der Lebensbedingungen. Mittels des Entscheidungsunterstützungsmodells WEAP wurde die heutige und zukünftige Wasserbilanz (bis 2025) des Ouémé, des größten Einzugsgebiets Benins, unter Berücksichtigung von Klima und sozioökonomischem Wandel modelliert. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Konkurrenz um die in der Trockenzeit knappe Ressource Wasser verschärfen wird. Einer stärkeren Erschließung des Grundwassers stehen finanzielle und institutionelle Probleme gegenüber. Weiterhin verschärfen im Zuge des Klimawandels rückläufige Grundwassererneuerungsraten die Situation und erfordern ein angepasstes Management. Obwohl Modell- und Datenunsicherheiten vorhanden sind, bietet WEAP eine solide Grundlage, um Entscheidungsträger bei der Entwicklung von Handlungsoptionen für ein nachhaltiges und integriertes Wasserressourcenmanagement zu unterstützen.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2009
Autor/Autorin:
Axel Bronstert, David Kneis und Heye Bogena
Schlagworte:
Hydrologischer Wandel, Interaktionen, Modellierung Menge und Güte, Rückkopplungen
Der Wasserkreislauf ist schon von Natur aus, aber oftmals verstärkt durch anthropogene Auswirkungen, ein dynamisches System. Ein Hydrologischer Wandel stellt sich in spezifischen Naturraumbedingungen und in unterschiedlichen Raum- und Zeitskalen verschieden stark ausgeprägt dar. Die Änderungen beeinflussen die Menge und Qualität der Wasserressourcen und damit die Lebensgrundlagen der Menschen und die ökologischen Rahmenbedingungen. Zudem können hydrologische Extreme, also Hochwasser- und Dürreereignisse, sich aufgrund eines Hydrologischen Wandels verschärfen, was zu erheblichen ökonomischen und gesellschaftlichen Problemen führen kann.
Der durch den Menschen mit verursachte Hydrologische Wandel kann auf drei Hauptursachen zurückgeführt werden: Erstens ändert sich momentan deutlich das globale Klima. Die geänderten regionalen Wasser- und Energieflüsse an der Landoberfläche wirken sich direkt auf den terrestrischen Wasserkreislauf aus. Der zweite wichtige Punkt ist die Landbedeckung und -bewirtschaftung, welche sich in den letzten Jahrzehnten und Jahrhunderten infolge geänderter Land- und Forstwirtschaft aber auch aufgrund von Industrialisierung und Siedlungsaktivitäten sehr stark und großräumig geändert haben. Letztlich werden die Wasserressourcen mehr denn je für den Menschen genutzt, besonders für Zwecke der Landwirtschaft, Industrie und Schifffahrt.
Wenn sich der regionale terrestrische Wasserkreislauf ändert und Gegenmaßnahmen notwendig oder zumindest wünschenswert sind, ist es aus wissenschaftlicher Sicht zwingend erforderlich, das Ausmaß und den Mechanismus dieser Änderungen zu verstehen sowie mögliche anthropogene Ursachen zu identifizieren und zu quantifizieren. Allerdings ist die Rolle der Wechselwirkungen und Rückkopplungen zwischen einzelnen Prozessen und Kompartimenten des Wasserkreislaufs oft unklar oder auch die Bedeutung von Interaktionen zu anderen Teilsystemen des Erdsystems (z.B. Atmosphäre; Vegetation). Diese offenen Fragen begrenzen erheblich die Möglichkeiten für eine Prognose von transienten hydrologischen Bedingungen und von deren Auswirkungen.
Der Beitrag stellt kurz Beispiele zum hydrologischen Wandel vor, und thematisiert deren Identifizierbarkeit, auftretende Interaktionen und mögliche Rückkopplungen. Aktuelle Möglichkeiten und Grenzen der Modellierung werden anhand zweier Studien zu Fragen der Wassermenge und Wassergüte demonstriert: eine für das Fluss-Seen-System der Mittleren Havel und die andere im Wahnbach-Einzugsgebiet. Die dafür eingesetzten gekoppelten Modellsysteme bestehen aus einer Reihe hintereinander geschalteter Modelle (sog. Ein-Wege-Kopplung). Modellsysteme welche die Effekte von Prozessrückkopplungen abbilden können (sog. Zwei-Wege-Kopplungen) befinden sich noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium. Es wurde deutlich, dass die verwendeten Modelle die beobachtete Dynamik des Wasserkreislaufs und ausgewählter Stoffströme der untersuchten Systeme beschreiben und nachzuvollziehen können. Allerdings ist zu beachten, dass die simulierten Zeiträume und Szenarien nur moderat transiente Änderungen darstellten, wodurch die eingesetzte Technik der Ein-Wege-Kopplung einsetzbar erscheint. Weiterhin konnte die mit der Modellierung einhergehende Unsicherheit quantifiziert werden, wobei gezeigt wurde, dass sie zwar erheblich ist aber durchaus auch abgrenzbar und unterscheidbar von den Auswirkungen einer geänderten internen Systemdynamik oder geänderten Randbedingungen.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 5,
Oktober 2009
Autor/Autorin:
Peter Krahe, Enno Nilson, Maria Carambia, Thomas Maurer, Lorenzo Tomassini, Katharina Bülow, Daniela Jacob und Hans Moser
Schlagworte:
Abflussprojektion, Anpassungsmaßnahmen, Binnenschifffahrt, globale Klimaprojektion, Klimawandel, Multimodell Ensemble, regionale Klimaprojektion, Unsicherheitsanalyse
Im Rahmen nationaler Forschungsprojekte und des EU-Forschungsprojektes ENSEMBLES steht ein ständig zunehmendes, durch verschiedene Kombinationen von globalen und regionalen Simulationen dynamischer und statistischer Klimamodelle erzeugtes Ensemble von Klimaprojektionen zur Verfügung. Dieses wurde unter Verwendung des als Wasserhaushaltsmodell betriebenen hydrologischen Modells HBV-SMHI in ein entsprechendes Ensemble von Abflussprojektionen an Pegelmessstationen des internationalen Rheineinzugsgebiets transformiert. Die statistische Analyse dieses Ensembles liefert nicht nur eine Abschätzung der Bandbreite der künftig möglichen Änderung relevanter Abflusskenngrößen, sondern ermöglicht es auch, den relativen Beitrag systembedingter (aleatorischer) und methodisch bedingter (epistemischer) Unsicherheiten zu unterscheiden. Dies bildet eine wichtige Grundlage für die Bewertung von Klima- und Abflussprojektionen im Hinblick auf die Beantwortung von Fragen zur Notwendigkeit und Wirksamkeit möglicher verkehrswasserwirtschaftlicher Anpassungsmaßnahmen. Die Vorgehensweise wird am Beispiel des vieljährigen mittleren monatlichen Abflusses (MoMQ) am Pegel Köln in der Periode 2021-2050 sowie anhand von Änderungssignalen des MoMQ an den Pegeln Köln/Rhein und Raunheim/Main im Vergleich der Perioden 2021-2050 und 1971-2000 illustriert. Die Datengrundlagen sind noch zu ergänzen sowie einer umfassenderen Analyse und Bewertung zu unterziehen. Es zeigt sich jedoch bereits jetzt, dass bei der Diskussion der möglichen Änderung im Abflussverhalten großer Flüsse in Folge des globalen Klimawandels weder die dem Klimasystem innewohnende Variabilität noch die sich aus der Modellierung des globalen Klimas ergebende Unsicherheit vernachlässigt werden darf. Die Unsicherheit, die den Regionalisierungsverfahren zuzuschreiben ist, nimmt sich im Vergleich dazu gering aus.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 4,
August 2009
Autor/Autorin:
Carina Sucker, Heike Puhlmann, Dietmar Zirlewagen, Klaus von Wilpert und Karl-Heinz Feger
Schlagworte:
Bodenschutzkalkung, Gewässerversauerung, Waldeinzugsgebiete, Wasserqualität
Langjährig erhöhte Stickstoff- und Säureimmissionen aus der Luft führten in der Vergangenheit zu einer Einschränkung der Puffer- und Filterwirkungen der Waldböden (VON WILPERT & ZIRLEWAGEN 2001). Bodenschutzkalkungen sind ein geeignetes Mittel, um den chemischen Zustand der Waldböden zu verbessern und zu stabilisieren. In zwei im Schwarzwald durchgeführten Fallstudien in den Einzugsgebieten der Talsperre Kleine Kinzig und Schluchsee wurde untersucht, ob und in welchem Maße sich die durch Waldkalkungen verbesserte Pufferkapazität der Böden auch in einer verbesserten Qualität des Bodensickerwassers widerspiegelt und somit die Qualität von Grund- und Oberflächenwasser aus bewaldeten Einzugsgebieten langfristig sichern kann. Zu diesem Zweck wurden in jeder Studie zwei unterschiedlich stark gekalkte Teileinzugsgebiete ausgewählt – eines vollständig und zum Teil mehrfach, das andere nur zu etwa 50 % gekalkt. In den insgesamt vier Teileinzugsgebieten wurde die flächenhafte Austauscherbelegung der Böden mit Neutralkationen sowie Elementfrachten mit dem Bodensickerwasser, dem Bachwasser und (nur in der Fallstudie Kleine Kinzig) dem Hanggrundwasser verglichen. In beiden Fallstudien wiesen die weniger gekalkten Flächen einen deutlich stärkeren Versauerungszustand, was sich sowohl bei der Austauscherbelegung der Böden mit Neutralkationenkonzentrationen im Boden als auch in der gewässerchemischen Ausstattung der Vorfluter zeigte.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 4,
August 2009
Autor/Autorin:
Robert Schwarze und Burkhard Beudert
Schlagworte:
Bewaldete Einzugsgebiete, Einfluss durch Schadorganismen auf hydrologische Prozesse, Hochwassergenese, Wasserhaushalt
Im Einzugsgebiet der Großen Ohe (Nationalpark Bayerischer Wald) und der Teileinzugsgebiete Markungsgraben und Forellenbach wurde mittels einer umfassenden Analyse von Beobachtungsdaten eine Quantifizierung der Auswirkungen des Borkenkäferbefalls auf verschiedene hydrologische Prozesse erreicht. Als Methoden kamen die Durchflussganglinienanalyse (Berechnung von Abflusskomponenten und des aktuellen und mittleren Wasserhaushalts mit DIFGA), statistische Analysen (Homogenitäts- und Trenduntersuchungen) sowie tracerhydrologische Untersuchungen (Umweltisotope 3H, 18O gekoppelt mit hydrochemischen Analysen) zum Einsatz.
Ab einem Flächenteil abgestorbener Fichtenbestände von 20 % und mit zunehmendem Ausmaß stieg der Abfluss der untersuchten Bäche an, weil die Gebietsverdunstung abnahm. Die Ganglinienanalyse der Durchflüsse seit 1988 ergab zunächst steigende Beiträge des Direktabflusses, während in einer späteren Phase die schnelle Grundwasserkomponente an Bedeutung gewann. Dies wurde auf die allmähliche Öffnung von Starkwurzelgängen mit voranschreitender Verrottung zurückgeführt, so dass Niederschlagswasser schneller in den Untergrund infiltrieren kann.
Die Analyse eines Hochwasserereignisses im September 2004 erbrachte, dass der Scheitelabfluss im stark betroffenen Markungsgrabengebiet (88 % Totholz) doppelt so hoch wie im schwächer geschädigten Forellenbachgebiet (42 % Totholz) war, der gesamte Hochwasserabfluss sogar dreieinhalb mal so hoch. 45 % des Abflussvolumens dieses Ereignisses wurden über 18O als Ereigniswasser klassifiziert, 55 % als Vorereigniswasser; bezogen auf den Hochwasserscheitelabfluss waren dies 61 % bzw. 39 %. Die Verläufe von Grundwasserstand und Bodenwasserspannungen zeigten eindeutig, dass das Vorereigniswasser den oberen Bodenschichten entstammte und, mobilisiert durch Ereigniswasser, lateral ins Gerinne gelangte. Anhand der charakteristischen Veränderungen des Bachwasserchemismus (Rückgang der SiO2-Konzentration, Anstieg der Konzentrationen von DOC, K+, Aln+ und Fe2+ um das Fünf- bis Zehnfache) konnten die organischen Bodenauflagen und ihr mineralischer Kontaktbereich als Herkunftsbereich dieses Wasser identifiziert werden. Eine Mischungsanalyse mit einer synthetischen schnellen Komponente aus Auflagesickerwasser (2/3) und Kronentraufe (1/3) ergab zudem, dass das Ereigniswasser den chemischen Fingerabdruck organischer Auflagen und des mineralischen Oberbodens bei seiner Passage zum Gerinne angenommen hat.
Hydrologie und Wasserbewirtschaftung
53. Jahrgang, Heft 4,
August 2009
Autor/Autorin:
Petra Kahle, Bärbel Tiemeyer und Bernd Lennartz
Schlagworte:
Drainagen, Erhebung repräsentativer Daten, Tiefland, Wasserqualität
In einem durch künstliche Entwässerung geprägten Einzugsgebiet Mecklenburg-Vorpommerns wurden verschiedene Aspekte zur Erhebung repräsentativer Wasserqualitätsdaten untersucht. Durch zeitlich hoch aufgelöste Beprobung konnte gezeigt werden, dass die Stoffkonzentrationen innerhalb von 24 Stunden um bis zu 16,4 mg l-1 NO3-N, 60,8 mg l-1 SO4-S und 48,6 mg l-1 Cl- variierten. An zwei Dränsammlern eines Schlages wurden trotz gleicher Bedingungen hinsichtlich Bewirtschaftung, Klima und Oberboden signifikant unterschiedliche Abflüsse und Stoffkonzentrationen gemessen, die durch Unterschiede der Unterbodeneigenschaften sowie der in Funktionstüchtigkeit des Dränsystems bedingt sein könnten. Für viele Fragestellungen ist bei gleichbleibender Probenzahl eine ereignisbezogene Beprobung einem ganzjährigen oder jahreszeitlich gleichmäßigen Beprobungsraster vorzuziehen. Die Lagerung der Wasserproben bei unterschiedlichen Temperaturen zeigte einen vergleichsweise geringen Effekt auf die Stoffkonzentration.
