Feldbeobachtung und Modellierung der räumlichen und zeitlichen Variabilität der Abflussbildungsprozesse während Regen auf Schnee Ereignissen

 

 

Projekt Untersuchungsgebiete Messnetzaufbau Erste Ergebnisse

 

Das Messnetz der Forschungsstudie besteht aus freistehenden Sensorsystemen die neben der kontinuierlichen Aufzeichnung der Schneehöhe auch meteorologische Parameter messen. Zusätzlich zu den Sensorsystemen werden manuelle Messungen der Schneehöhe und des Wasseräquivalents der Schneedecke durchgeführt sowie ein Netz aus Kameras die fortlaufend Bilder aufnehmen und Abflussmessstationen installiert.

LOCUS
Der verwendete Ultraschallsensor LOCUS ist ein Batteriebetriebenes freistehendes System mit einem eingebauten Datenlogger um kontinuierlich die Schneehöhe zu messen. Der LOCUS hat zusätzliche Sensoren zur Messung der Lufttemperatur, der relative Luftfeuchte, sowie ein Zählsystem um die Impulse einer Niederschlagswippe oder eines Anemometers aufzuzeichnen. In einer weiteren Generation des LOCUS wird auch ein Pyranometer zur Messung der Solarstrahlung implementiert sein.
Der Abstand zwischen dem LOCUs und der Schneeoberfläche wird über ein Ultraschallsignal gemessen und darüber kann die Schneehöhe errechnet werden. Das Ultraschallsignal muss anschließend noch einer Lagekorrektur und einer Temperaturkorrektur unterzogen werden. Die Distanz zwischen Messgerät und Schneeoberfläche besteht wird aus einer Anzahl von 20 Einzelmessungen berechnet die in einem Intervall von 1 Stunde durchgeführt werden. Überschreitet die Varianz dieser 20 Einzelmessungen einen bestimmten Grenzwert, wird die Messung als ungenau gekennzeichnet. Die LOCUS-Einheiten werden an einem L-Träger befestigt und können so den ganzen Winter über betrieben werden.

 

LOCUS-Station auf einer offenen Fläche im Brugga Einzugsgebiet.

LOCUS-Station an einem Waldstandort im Brugga Einzugsgebiet

LOCUS-Station mit Niederschlagswippe.

 

Intervall Kameras
Zur Aufnahme von Intervall-Bildern werden digital Kameras mit einer Intervall Funktion die auf eine Stunde gesetzt ist verwendet.

Abflussmessstationen
Der Wasserstand in den Gewässern der Teileinzugsgebiete wird entweder mit dem LOCUS oder einer Wasserstands-Sonde gemessen. Über eine Wasserstands-Abflussbeziehung lässt sich dann zu jedem Wasserstand ein Abfluss zuordnen. Der Abfluss an den Pegelstationen der Haupteinzugsgebiete wird von der LUBW (Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg) gemessen.


Messnetzaufbau
26 LOCUS-Stationen wurden verteilt über das ganze Brugga Einzugsgebiet aufgebaut. Die Standorte decken dabei einen großen Teil der Höhenlagen, Expositionen und Hangneigungen ab. Des weiteren wurden Stationen-Paare bestehend aus einem Sensor innerhalb von Wald und einem Sensor auf einer offenen Fläche in unmittelbarer Nähe aufgebaut um den Einfluss der Vegetation auf den Schneeakkumulation und die Schneeschmelze zu untersuchen. Zusätzlich wurden 11 Digitalkameras welche stündlich ein Bildaufnehmen im Einzugsgebiet verteilt. Damit sollen zusätzliche Informationen über die Interzeption von Schnee in den Kronen der Bäume, die Art des Niederschlags (Schnee oder Regen), Schneehöhe und Albedo an Waldstandorten und auf freien Flächen gesammelt werden. Der Abfluss wird am Einzugsgebietsauslass sowie an mehreren Teileinzugsgebieten kontinuierlich gemessen.
Die anderen Haupteinzugsgebiete werden auf die gleiche Art mit LOCUS-Stationen, Digitalkameras und Abflussmessstationen zum Beginn des Winters 2011/2012 instrumentalisiert.

 

Hemisphärenbilder
Hemisphärenbilder wurden an jedem Waldstandort aufgenommen. Aus diesen Bildern last sich der effektive Blattflächen-Index (LAI) der jeweiligen Vegetation berechnen. Der effektive LAI ist ein wichtiger Faktor bei der Untersuchung von Einflüssen der Vegetation auf die Schneeakkumulation und die Schneeschmelze.

 
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