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

 

 

Projekt Untersuchungsgebiete Messnetzaufbau Erste Ergebnisse

 

Analyse eines "Regen auf Schnee" Ereignisses im Winter 2010/2011
Zwischen dem 6. Dezember und 8. Dezember 2010 fand im Brugga Einzugsgebiet ein "Regen auf Schnee" Ereignis statt, dass ein Hochwasser mit einer Jährlichkeit von 5 Jahren bewirkte. Eine erste Analyse dieses Ereignisses zeigt die wichtige Rolle der Schneedecke die zu dieser Zeit im Einzugsgebiet lag. Zu Beginn des Ereignisses wurde ein Teil des Regens in der Schneedecke zurückgehalten. Das zeigt, dass die Schneedecke bei solchen Ereignissen zunächst als Speicher dient. Sobald die Schneedecke mit Wasser gesättigt ist und isotherm bei 0°C liegt, beginnt der Hauptanstieg der Abflussganglinie. Der Niederschlag vom 8. Dezember 2010 führte zu keinem erneuten Anstieg des Abflusses, da er in großen Teilen des Einzugsgebiets an Schnee fiel und somit zu einem Anstieg der Schneedecke führte. Schneeschmelzwasser hatte während dieses Ereignisses einen Anteil von etwa 50% am Gesamtabfluss. Das Wasseräquivalent der Schneedecke (SWE) vor dem Ereignis lag zwischen 12,5 mm an Waldstandorten im unteren Teil des Einzugsgebiets und 89,6 mm auf den offenen Hochlagen. Der Mittelwert des Wasseräquivalents der Schneedecke über das gesamte Einzugsgebiet lag bei 48,7 mm. Ein weiteres "Regen auf Schnee" Ereignis fand ungefähr einen Monat später statt. Dieses Ereignis war jedoch kleiner und Schmelzwasser aus der Schneedecke hatte einen Anteil von 39% am Gesamtabfluss. Die erhobenen Daten während der beiden Ereignisse zeigen, dass die Schneeschmelze eine entscheidende Rolle bei vielen Hochwasserereignissen im Winter spielt.

 

Einfluss der Vegetation auf Schneeakkumulation und Schneeschmelze
Die untenstehende Grafik zeigt die Stundenwerte der Schneehöhe die an zwei nah bei einander liegenden (ca. 80 m) Stationen währen 15 Tagen gemessen wurden. Die eine Station befindet sich unter einem dichten Nadelwald, die andere Station auf offener Fläche. Der Schneefall zwischen dem 25. und 27. Januar 2011 führte zu einem Anwachsen der Schneedecke von 15 cm auf der offenen Fläche. Unter dem Nadelwald wurde zur gleichen Zeit eine Zunahme der Schneedecke um 5 cm registriert. Die Schneedecke im Wald wuchs während der nächsten Tage nach dem Schneefall kontinuierlich an, da Schnee von den Baumkronen auf den Boden fiel. Der Einfluss der Baumbedeckung zeigt sich ebenfalls während der Schneedeckenschmelze. Die Schneeschmelze findet auf der offenen Fläche deutlich schneller statt, wo sie schon etwa 2 Tage vor der Wald-Schneedecke abgeschmolzen ist.

 

Ergebnisse der Intervall-Kameras
Die Bilder zeigen welchen Informationsgewinn die Intervall-Kameras bieten. Die Bilder von Kamera 1 (Camera 1) zeigen die Abnahme der Schneemenge, die während des Schneefalls in den Baumkronen gespeichert war. Diese Information kann verwendet werden, um ein besseres Verständnis der Schneeinterzeption in der Baumkrone sowie das Herunterfallen und die Sublimation dieses Schnees zu erhalten. Kamera 2 (Camera 2) zeigt das Fortschreiten der Schneeschmelze an einem unbewaldeten, südexponierten Hang. In Kombination mit den Bildern anderer Kameras kann so die Größe an schneebedeckten Flächen in verschiedenen Teilen des Einzugsgebiets (Höhenlage, Exposition, Topographie) quantifiziert werden. Kamera 3 (Camera 3) zeigt die Bilder an einem bewaldeten, nordexponierten Hang. Diese Bilder können mit anderen Waldstandorten oder mit Informationen einer naheliegenden Freifläche verglichen werden, und so einen Informationsgewinn über die Schneeverteilung im Einzugsgebiet liefern.
Mit Hilfe der Intervall Kameras können auch die Ergebnisse der Schneehöhen-Messungen überprüft werden und während Niederschlagsereignissen die Art (Schnee oder Regen) des Niederschlags ermittelt werden.

 

 
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