Vorlesung 4

Question 1

GwNeubildung aus der Wasserbilanz:

Answer 1

Question 2

Anwendbarkeit der Verfahren:

Answer 2

Question 3

Wasserhaushaltsgleichung:

Answer 3

• Berechnung über Wasserbilanz eines Einzugsgebietes
• Vorteil:
  
  • Einfach
• Nachteile:
  
  • Evtl. Speicheränderung schwierig abzuschätzen (Boden + Grundwasser)
  • Nicht flächendifferenziert

Question 4

Hydrographen der Vorfluter:

Answer 4

• Vorteile:
  
  • relativ einfache Messung
  • relativ hohe Genauigkeit bei langjährigen Betrachtungen
• Nachteile:
  
  • langjährige Abflussmessungen nötig
  • Voraussetzung:
    
    • Trockenwetterabfluss entstammt ausschließlich dem Grundwasser
  • Abfluss aus Pegel abgeleitet – Störeffekte durch Bewuchs im Gerinnebett und anthropogene Eingriffe
  • Schwierigkeiten bei Effluenz
  • Fehler bei nicht erfasstem Grundwasserabstrom und Zwischenabfluss
  • im Flachland unterirdisches Einzugsgebiet schwer zu erfassen/bestimmen
  • Verfahren mathematisch nicht exakt formuliert – fehlerbehaftet

Question 5

Sickerwasserandrang Lysimeter:

Answer 5

• Vorteile:
  
  • direkte Messwerte der Versickerung
  • hohe zeitliche Auflösung bei wägbaren Lysimetern
  • bei punktueller Betrachtung, wenig zusätzliche Eingangsdaten erforderlich
  • Ableitung der aktuellen Evapotranspiration
  • Simulation bei Bewuchs (Bewirtschaftung der Lysimeterfläche)
  • Ermöglicht (relativ einfach) Tracerversuche
  • Mit eingebrachten Feuchtigkeitssensoren direkte Messungen des Wassertransportes möglich
• Nachteile:
  
  • nur im Lockergestein einsetzbar
  • nur punktuelle Messung
  • Übertragung auf Fläche benötigt zusätzliche Informationen: Niederschlagshöhe, mittlere Monats/Jahrestemperaturen, Oberflächenabfluss, Flurabstand Bewuchs/Flächennutzung, Bodenart
  • Direktabfluss vernachlässigt bzw. nicht erfasst
  • Hoher technischer Aufwand zur Gewinnung des Monolithen
  • Beibehalten von ungestörten Verhältnissen schwierig

Question 6

Berechnung Bodenwasserhaushaltsmodell:

Answer 6

• Vorteile:
  
  • Berücksichtigung der relevanten agrarmeteorologischen Parameter
  • Berechnung der Bodenfeuchte, aktuelle Evapotranspiration, kapillarer Aufstieg usw.
  • bei ausreichender Datengrundlage sehr gute Ergebnisse im kleinräumigen Bereich
  • Bodenkennwerte können aus geeignetem digitalen Kartenmaterial entnommen werden (sofern vorhanden!)
  • Flächendifferenziert (Raster oder Hydrotop)
  • Ermöglicht Modellierung einzelner Bodenhorizonte/Ackerschläge
  • Zahlreiche Softwarepakete auf dem Markt
• Nachteile:
  
  • Je nach Modell umfangreiche Eingangsdaten erforderlich
  • klimatologische Daten in hoher zeitlicher Auflösung benötigt (tlw. täglich)
  • Regionalisierung der täglichen oder monatlichen klimatologischen Daten notwendig
  • Ableitung der Bodenkennwerte wie Feldkapazität, nutzbare Feldkapazität, permanenter Welkepunkt, hydraulische Leitfähigkeit für große Gebiete schwierig
  • Je nach Modellpaket vergleichsweise aufwändig
  • (Hoher Rechenaufwand, manuell schwierig durchführbar)

Question 7

GwNeubildung: Flächenbezogene Berechnung Bodenwasserhaushalt:

Answer 7

• Tägliches Bodenwasserhaushaltsmodell | Beispiel Wisconsin

Question 8

Berechnung der Sickerwasserhöhe mit THESEU:

Answer 8

Question 9

Chloridkonzentrationsverhältnis:

Answer 9

• Vorteile:
  
  • Nur wenige Probenahmen erforderlich: aus repräsentativen Brunnen, Niederschlagsbeprobung (Mittelwerte unter Berücksichtigung der Niederschlagshöhe), Untersuchung des Vorfluters bei Trockenwetterabfluss
• Nachteile:
  
  • Nur anwendbar in kleinen, homogenen Gebieten ohne Auftreten von Salz aus: Landwirtschaft, Wegesalzung, geogener Herkunft

Question 10

langjährige Wasserwerksdaten:

Answer 10

• Vorteile:
  
  • Einfache Berechnung
  • Auch für tiefere Grundwasserleiter anwendbar (Vorratsergänzung durch überlagernde Deckschichten)
• Nachteile:
  
  • Brunnen mit etwa kontstanter Jahresentnahmemenge notwendig
  • Einzugsgebiet der Brunnen nur Abschätzung
  • Vorratsänderung im Aquifer schwierig abzuschätzen
  • Abschätzung der mittleren langfristig nutzbaren GwNeubildung

Question 11

GwNeubildung aus der Wasserbilanz, Parameter der Methode nach Schroeder & Wyrwich (1990):

Answer 11

1. N-Differenzierung z.B. Isohyeten-Verfahren
2. ET unter Berücksichtigung von Bodengruppen und Bodenbedeckung
3. A_D über Reliefenergie (m km^-2)

Question 12

GwNeubildung: GROWA-Modell

Answer 12

• Separierung der Abflusskomponenten:
  
  • Versiegelungsgrad
  • Hydrogeologie
  • Flurabstand
  • Staunässe
  • Hangneigung