Wiederholung von Einzugsgebiets-Experimenten

Kontext: Der Niederschlags-Abfluss-Prozess ist wegen seines direkten Einflusses auf Frischwasserressourcen von besonderer Bedeutung in der Einzugsgebiet-Hydrologie. Komplexe Interaktionen zwischen den hydrometeorologischen Variablen, die diesen Prozess beeinflussen, erschweren jedoch die Erforschung desselben. Neue Konzepte sind nötig, um diese Herausforderung zu meistern. Ziele: Die bessere Charakterisierung des Einflusses hydrometeorologischer Variablen auf den Abfluss und Wasserfließzeiten mithilfe wiederkehrender Muster hydrologischer Variablen. Methoden: Hydrologisch ähnliche Niederschläge und Einzugsgebiets-Feuchtezustände (Bodenwasser und Grundwasser) werden anhand realer Daten und Modellierung definiert. Beide sind hydrologisch ähnlich, wenn ihre Abfluss-Reaktionen ähnlich sind. Außerdem werden Wasserfließzeiten (transit time distribution (TTD), fraction of young water (Fyw)) als ähnlich definiert, wenn a) die TTD zu ähnlichen Isotopen-Tracer-Signalen im Abfluss oder b) die Fyw zu ähnlichen angepassten Sinuswellen an die Isotopen-Daten führt. Danach werden die hydrologisch ähnlichen Muster in realen Daten dreier Einzugsgebiete gesucht (Wald, Grasland, Landwirtschaft), und der dabei aufgetretene Abfluss wird analysiert. Sollten die Abflüsse ähnlich sein, lässt sich der Niederschlag-Abfluss unter gleichen Bedingungen wiederholen, während unterschiedliche Abflussreaktionen ähnlicher Niederschläge mithilfe hydrometeorologischer Variablen erklärt werden. Zusätzliche hydrologische Modellierung wird zur Analyse der internen Prozesse im Einzugsgebiet genutzt werden. Innovation: Eine Wiederholung von Einzugsgebiets-Experimenten ist aufgrund finanzieller, administrativer, und technischer Hürden derzeit unmöglich. Wir umgehen dieses Problem durch die Nutzung natürlich auftretender, wiederkehrender Muster. Resultate dieses Projekts sind ein besseres Verständnis des Einflusses hydrometeorologischer Variablen auf den Niederschlags-Abfluss-Prozess. Die Methoden dieses Projekts können auf andere Einzugsgebiete übertragen werden, und haben das Potential, Wasserfließzeiten ohne lange Tracer-Zeitreihen zu bestimmen. Involvierte Personen: Dr. Michael Stockinger, Univ.-Prof. Dr. Christine Stumpp