Zur Modellierung der Verdunstung in Tagesschritten auf Rasterbasis (500 m
x 500 m) wird eine erweiterte Version des modular aufgebauten Verdunstungsmodells TRAIN (Literatur) verwendet (Details zu den Modulen). In der erweiterten Version
werden alle Landnutzungsklassen innerhalb der Rasterzellen separat simuliert. Das Modell
wurde von Menzel entwickelt und zur Erstellung der Verdunstungskarte im Schweizer
Hydrologischen Atlas angewendet. Die verschiedenen Eingangsdaten (Details zu den Eingangsdaten) sind für die
physiographischen Daten zeitinvariant und werden für die meteorologischen Daten pro
Zeitschritt interpoliert. Die vom Modell auf Tagesschrittbasis berechneten Werte der
Verdunstung und des Gesamtabflusses können in verschiedener zeitlicher Aggregierung
ausgegeben werden. In Gebieten ohne laterale Abflusskomponenten entspricht der
Gesamtabfluss der Grundwasserneubildung. Das Verdunstungsmodell wurde an 20 verschiedenen
nicht wägbaren Lysimetern in Baden-Württemberg angewendet (Ergebnisse).
Details zu den Modulen:
Im neu integrierten Interpolationsmodul wird die Temperatur mit
einer Kombination aus Höhenabhängigkeit und Abstandsgewicht, die Luftfeuchte, die
Windgeschwindigkeit und die Sonnenscheindauer mit einer reinen Abstandsgewichtung
interpoliert. Der Niederschlag wird extern mit dem BONIE-Verfahren des DWD interpoliert.
Im Strahlungsmodul wird unter Berücksichtigung topographischer
und himmelsmechanischer Gegebenheiten das nutzbare Energieangebot berechnet.
Im Schneemodul werden Schneedeckenaufbau und Schneeschmelze
(Temperatur-Index-Verfahren) simuliert.
Im Interzeptionsmodul wird die Interzeption von Wasser in
mehreren Schichten der Vegetationsdecke und auf versiegelten Flächen simuliert. Die
Interzeptionsverdunstung erfolgt von jeder Vegetationsschicht mit unterschiedlicher
Intensität, entsprechend der bestandesinneren Variation der meteorologischen Größen.
Im Transpirationsmodul wird die Pflanzentranspiration basierend
auf der Penman-Monteith-Beziehung berechnet. Dabei wird der Bestandeswiderstand in
Abhängigkeit vom Blattflächenindex, dem Bodenfeuchtedefizit und der Lufttemperatur
ermittelt. Die Evaporation von schneebedeckten Oberflächen und aus Seen wird ebenfalls
über den Penman-Monteith-Ansatz beschrieben.
- Das neu integrierte Bodenmodul ist ein konzeptionelles Modell in Anlehnung an
das Bodenmodul des HBV-Niederschlags-Abfluss-Modells. Darin wird die Auffüllung
(Niederschlags-/Schneeschmelzwasser) und die Entleerung (Transpiration/Perkolation) des
Bodenspeichers simuliert. Durch den konzeptionellen Charakter ist es einfach auf der
vorhandenen kleinmaßstäblichen Datengrundlage zu parametrisieren. Kapillarer Aufstieg
wird für Flächen mit hohem Grundwasserstand berücksichtigt.
zum Seitenanfang
Details zu den
Eingangsdaten:
Als meteorlogische Eingangsdaten werden Tageswerte von
Niederschlag, Temperatur, Windgeschwindigkeit, Luftfeuchte und Sonnenscheindauer des
DWD-Messnetzes verwendet.
Aus dem Digitalen Höhenmodell abgeleitete Parameter werden
für die Strahlungsberechnung benötigt.
Die Landnutzung stammt aus einer LANDSAT TM-Satellitenaufnahme
von 1993. Es werden im Modell 12 unterschiedliche Landnutzungsklassen berücksichtigt,
für die spezifische, zeitlich variable Parametersätze (Blattflächenindex,
Interzeptionsspeicherkapazität usw.) bereitgestellt werden.
Aus Bodendaten wird die nutzbare Feldkapazität im effektiven
Wurzelraum für jede Landnutzungsklasse in jeder Rasterzelle aus der
landnutzungsspezifischen Wurzeltiefe, dem Substrat und der Gründigkeit ermittelt. Sie
stellt den entleer-/auffüllbaren Bodenspeicher dar. Darüber hinaus wird das Substrat,
die Gründigkeit und der Grundwasserflurabstand für den kapillaren Aufstieg benötigt.
Literatur:
Armbruster, V., Leibundgut, Ch. & Menzel, L. (2000): Modellierung der
detaillierten Grundwasserneubildung im Lockergestein mit einem SVAT-Modell. Wasser &
Boden, 52/11, 24-28.
Menzel, L. (1997): Modellierung der Evapotranspiration im System
Boden-Pflanze-Atmosphäre. Zürcher Geographische Schriften 67.
zum Seitenanfang |