thesis:starkregenmanagement [Hydro-Wiki ]

Problemstellung

Im Moment ist es für alle hydrologischen Modelle und Ansätze nicht möglich beobachtete Starkregenereignisse und Abflüsse in kleinen Einzugsgebieten zu validieren, da die entsprechenden Daten nicht vorliegen. Deshalb ist es notwendig, einen experimentellen Datensatz für Baden-Württemberg zu erstellen, der die räumlich und zeitlich variable Oberflächenabflussreaktion bei Starkregenereignissen erfasst, um damit für das Starkregenmanagement die notwendigen quantitativen Grundlagendaten zu Verfügung zu haben. Der Lehrstuhl für Hydrologie nimmt sich derzeit dieser Fragestellung an indem im Auftrag der LUBW (Landesanstalt für Umwelt – Baden-Württemberg) Starkregenversuche auf Flächen mit unterschiedlicher Landnutzung und Bodeneigenschaften durchgeführt. Der Fokus liegt dabei einerseits auf der Abflussspitze und Abflussdynamik, andererseits aber auch auf dem Abflussvolumen, da bei möglichen dezentralen Rückhaltemaßnahmen das Abflussvolumen von großer Relevanz ist. Die erhobenen Felddaten können dann zur Validierung von entsprechenden Modellen (z.B. RoGeR) verwendet werden.

Zielsetzung

Zielsetzung des Projektes ist es, das Modell RoGeR, das zur Berechnung von Starkregen-ereignissen für eine Starkregengefahrenkartierung in Baden-Württemberg verwendet wird, an Oberflächenabflussreaktionen nach Starkregen an Hängen zu validieren. Da es nicht möglich ist, solche Ereignisse natürlich zu erfassen, da es kein Monitoring Netzwerk dafür gibt, werden die Starkregenereignisse künstlich simuliert und deren Abflussreaktion an Hängen direkt gemessen. Die Infiltration durch Makroporen soll dabei im Mittelpunkt der Arbeit stehen.

Methode

An verschiedenen Standorten in Baden-Württemberg werden Beregnungsversuche mit einer Starkregensimulationsanlage durchgeführt. Dabei werden Niederschlagsereignisse mit unterschiedlicher Dauer und Intensität, aber gleicher Wiederkehrwahrscheinlichkeit und unterschiedlicher Vorfeuchte simuliert. Pro Woche kann ein Standort beregnet werden und unterschiedliche Landnutzungen und Bodeneigenschaften können mit der Wahl der Standorte berücksichtigt werden. Zusätzlich sollen separat Infiltrationsversuche mit dem Farbtracer Brilliant Blue realisiert und die Makroporenstruktur im Boden im Detail aufgenommen werden. Nach der Auswertung sollen die Ergebnisse mit Informationen aus bodenhydrologischen Kartierungen und komplexen Modellen (RoGeR) zu Vorhersage von Oberflächenabflussdynamik verglichen werden.