1

Question 1

Hydrologie

Answer 1

Wissenschaft von den Erscheinungsformen des Wassers in, auf und unter der Erdoberfläche sowie des Wasserkreislaufs

Question 2

Gebiete der Hydrologie

Answer 2

quantitative, ökologische und chemisch/ physikalische Eigenschaften und Wirkungen des Wassers

Question 3

Meteorologie

Answer 3

Beobachtung, Beschreibung, Modellierung und Vorhersage von Klima- und Wetterphänomenen

Question 4

Hydrogeologie

Answer 4

Teilbereiche aus Hydrologie und Geologie, Prozessabbildung des Grundwassers (Vorgänge der Aufnahme, Speicherung und Abgabe von Wasser im Erdboden)

Question 5

Limnologie

Answer 5

biologische, physikalische und chemische Prozesse in Seen, Flüssen und Gewässern

Question 6

Daten über das Wasservorkommen

Answer 6

• 1,4 Mrd.

* Süßwasser 2,6%

Question 7

Phasen der Niederschlag-Abfluss-Modellierung:

Answer 7

•Niederschlagsbildung Niederschlagsentstehung durch Regen oder Schnee
•Niederschlagsverteilung Räumliche Verteilung des Niederschlags
•Abflussbildung Ermittlung des abflusswirksamen Niederschlags
•Abflusskonzentration Translation und Retention
Wellenablauf Flood Routing im Gewässer

Question 8

Austauschzeiten im Atmosphärenwasser:

Answer 8

• Atmosphärenwasser 10 Tage
• Flusswasser ~ 16 Tage
• Wasser der ungesättigten Bodenzone ~ 1 Jahr
• Grundwasser ~ 1400 Jahre
• Wasser der Weltmeere ~ 2500 Jahre

Die Austauschzeiten ergeben sich aus dem Quotient des Gesamtvolumens und dem Abfluss t=v/Q

Question 9

Niederschlag

Answer 9

jede Erscheinungsform von Wasser, welche aus der Atmosphäre auf die Erde gelangt (Regen, Schnee, Hagel, Eisgebilde, Tau, Reif)

Question 10

Temperaturgradient

Answer 10

Wenn erwärmte Luftmassen aufsteigen, reduziert sich die Temperatur, da der Luftdruck mit der Höhe abnimmt und durch die Ausdehnung eine Abkühlung induziert wird.
•Trockenadiabatischer Temperaturgradient ~ 1 K pro 100 m
•Feuchtadiabatischer Temperaturgradient ~ 0,5 K pro 100 m

Question 11

Koagulation (Niesel-/ Sprühregen):

Answer 11

Wassertropfen in den Wolken stoßen zusammen und durch die Anlagerung entstehen größere Wassertropfen, fallen im Regelfall als Niesel- oder Sprühregen auf die Erde i.d.R. sehr langer Prozess, keine großen Tropfen

Question 12

Sublimation (Starkregen):

Answer 12

Je nach Einfluss der Temperatur sowie des Luftdruckes gehen Wassertropfen beim Frieren in Eiskristalle über. An diesen Eiskristallen lagern sich ständig weitere gefrierende Wassertropfen an, so dass sich Eisklumpen bilden, die zur Erde fallen. sehr schneller Prozess, Eiskristall kann sich in 20 Minuten um das 10.000fache Vergrößern

Question 13

Niesel-/ Sprühregen:

Answer 13

Koagulationsprozesse in tiefen Stratuswolken

Question 14

Landregen:

Answer 14

Langanhaltende Niederschlagsereignisse Koagulationsprozesse in Nimbostratuswolken

Question 15

Schauer:

Answer 15

Kurze Niederschlagsereignisse Koagulation in Cumulonimbuswolken

Question 16

Schwimmerprinzip:

Answer 16

Niederschlag wird in Gefäß aufgefangen, in dem sich ein Schwimmer befindet, welcher mit einem Schreibarm verbunden ist, dessen Bewegung auf Registrierpapier aufgezeichnet wird. sehr teuer wegen händischer Auswertung

Question 17

Kippwaagenprinzip:

Answer 17

Der Niederschlag wird über ein Einlaufsieb auf eine Wippe geleitet. Die Wippe hat ein definiertes Auffangvolumen und gibt beim Kippen je 0,1 mm einen Impuls ab. Dieser dient zum Anstoßen einer Analogwertänderung und kann gleichzeitig als Spannungswert weitergeleitet werden.

Question 18

Messfehler:

Answer 18

1. Einfluss der Verdunstung
2. Einfluss der Windexposition
3. Benetzungsverluste

Question 19

Stations-/Gebietsniederschlag

Answer 19

Stationsniederschlag: Punktniederschlag

Gebietsniederschlag: Flächenniederschlag

Question 20

Arithmetisches Mittel (Niederschlag)

Answer 20

ausreichend, wenn ein dichtes Messstellennetz zur Verfügung steht und / oder Angaben für Zeitintervalle in der Größenordnung von Monats- bzw. Jahresniederschlägen ermittelt werden müssen.
Problem: Nur bei langen Zeiträumen und hoher Messungsdichte zulässig

Question 21

Thiessen-Polygon-Methode:

Answer 21

Bildung von Einflussflächen für jede Station.
Voraussetzung: Niederschlag in der Einflussfläche entspricht dem Stationsniederschlag
Problem: Harte Kanten der Niederschlagswerte an den Kanten der Polygone

Question 22

Inverse-Distanz-Methode:

Answer 22

Flächenniederschlag wird mit Hilfe einer orthogonalen Rasterbildung und Wichtung der nächstgelegenen Stationsniederschläge in den vier angrenzenden Quadranten gebildet. Entfernung der Niederschlagsstation geht umgekehrt proportional in die Wichtung ein.
Problem: nur eine mathematische Weichzeichnung u. U. keine Verbesserung der Genauigkeit

Question 23

Isohyeten-Methode:

Answer 23

aus den Angaben der Stationsniederschläge werden Linien gleicher Niederschlagshöhen (=Isohyeten) durch den räumlichen Abstand interpoliert; Einsatz bei Angabe von Jahresniederschlägen
Problem: Nicht frei von subjektiven Einflüssen des Bearbeiters

Question 24

Hypsometrische Kurve:

Answer 24

In Einzugsgebieten, bei denen die Variation der Niederschläge über die Geländehöhe größer ist als über die horizontale Ausdehnung; Wichtungsfaktoren werden über höhenabhängige Flächenanteile ermittelt
Problem: nur für lange Niederschlagsdauern; stark abhängig von der Erfahrung des Anwenders

Question 25

Niederschlagsradar:

Answer 25

flächenhafte Erfassung der Regenereignisse; Radargerät gibt Radarwellen ab, diese werden an den Niederschlagsteilchen reflektiert. Je mehr Niederschlagsteilchen in der Atmosphäre enthalten sind, desto mehr Radarwellen werden reflektiert. Feststellung des Niederschlagsgehaltes eines Regenereignisses. Problem: Fehlereinflüsse durch Aggregationszustände des Wassers und Größe der Niederschlagsteilchen, Sensoren neigen bei Starkregen zu sehr großen Unterschätzungen

Question 26

Niederschlagsindex per Satellit:

Answer 26

Spektralaufnahmen, die Rückschlüsse über den Wassergehalt der Wolken und die Temperaturverhältnisse in den Wollen geben Problem: keine direkte Auskunft darüber, ob und wie stark es regnet

Question 27

Evaporation/Transpiration/Evapotranspiration

Answer 27

Evaporation: Verdunstung über freien Wasserflächen, sowie von vegetationsfreien Landflächen Transpiration: Verdunstung über die Oberfläche von Pflanzen Evapotranspiration: Zusammensetzung von Evaporation und Transpiration (Verdunstung) - bei hydrologischen Modellierungen - Ausschlaggebende Größe bei: • Wasserhaushaltsbilanzierung • Ermittlung des langjährigen Wasserdargebots • Niederschlag-Abfluss-Modellierung • Wachstums- und Ertragsmodelle der Land- und Forstwirtschaft

Question 28

Entscheidende Faktoren für die Verdunstung:

Answer 28

* der Dampfdruckgradient * das Wasserdargebot * das Energiedargebot

Question 29

Wasserbilanz:

Answer 29

``` P+E+R+∆W=0 P: Niederschlag E: Verdunstung R: Abflusshöhe (ober- und unterirdisch) ∆ W :Wasservorratsänderung ```

Question 30

Energiebilanz

Answer 30

``` R+H+G+LE=0 R: Nettostrahlung H: fühlbarer Wärmestrom G: Bodenwärmestrom LE: latenter Wärmestrom ```

Question 31

Abhängigkeit der Verdunstung:

Answer 31

* Differenz des Dampfdruckes an der Oberfläche und dem Dampfdruck der oberflächennahen Luft * Energie, die an der Oberfläche zur Verfügung steht * Menge des Wasserdampfes, die in der Luft transportiert wird * Menge des Wassers, das an der Oberfläche vorhanden ist oder dahin transportiert wird

Question 32

Potenitelle und Reale Verdunstung

Answer 32

Potentielle Verdunstung ETP: Rechengröße, die angibt, wie viel Wasser bei gegebenen meteorologischen Verhältnissen Verdunsten würde, falls unbegrenzte Wassermengen zur Verfügung stehen. Reale Verdunstung ETR: wird bei den vorhandenen Wassermengen und klimatischen Bedingungen gemessen Es gilt immer: ETP≥ETR

Question 33

Methoden der Verdunstungsermittlung:

Answer 33

* Wasserbilanzmethode (Verdunstungskessel, Lysimeter) * Wasserdampfstrommethode * Energiebilanzmethode

Question 34

Verdunstungsmessung:

Answer 34

* Penman-Formel (potentielle Verdunstung) * Haude-Formel (Tages- und Monatswerte der potentiellen Verdunstung) * Turc-Verfahren (Tageswerte für die potentielle Verdunstung)

Question 35

Abfluss (Definition)

Answer 35

Wasservolumen, das einen bestimmten Querschnitt in der Zeiteinheit durchfließt und einem Einzugsgebiet zugeordnet ist. ->Wasserhaushaltjahr: 01.11. – 31.10.

Question 36

Abflussanteile:

Answer 36

•Oberflächenabfluss Qo: Zufluss zu einem Gewässer unmittelbar über die Bodenoberfläche •Zwischenabfluss Qi(Interflow): Zufluss aus oberflächennahen Bodenschichten •Direktabfluss Qd: Summe aus Oberflächenabfluss und Zwischenabfluss •Basisabfluss Qb: Teil des Abflusses, der nicht Direktabfluss ist •Grundwasserbürtiger Abfluss Qg: Teil des Basisabflusses, der dem Gewässer aus dem Grundwasser zugeflossen ist •Grundwasserabfluss: Grundwasservolumen, das aus einem Grundwasserabschnitt in der Zeiteinheit in dasselbe Grundwasser Stockwerk abfließt +Bild aus Zusammenfassung

Question 37

Abflussspendencharakteristik im Strom:

Answer 37

•Oberwasser: Erosionen, viel Geschiebe, wenig Schwebstoffe, hohe Abflussspende •Unterwasser: wenig Geschiebe, viele Schwebstoffe, niedrige Abflussspende -> trotz höherem Abfluss im Unterwasser ist die Abflussspende wegen der größeren Einzugsgebiete kleiner als im Oberwasser

Question 38

Wasserstandmessmethoden:

Answer 38

* Pegelmessung * ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) * Venturi-Messgerinne

Question 39

Abflussmessung:

Answer 39

I.d.R. messtechnisch bestimmt durch Ermittlung der Fließgeschwindigkeit und des Wasserstands. Dazu wird bei einer Messung der Querschnitt in senkrechte teilquerschnitte unterteilt, in denen in verschiedener Höhe die Geschwindigkeit gemessen wird. Außerdem wird die Pegelhöhe gemessen. Verfälschungen durch Verkrautung, Sedimenttransport oder Rückstau sind möglich.

Question 40

Ultraschall-Doppler-Profil-Strömungsmessung:

Answer 40

im Regelfall als ADCP Messung bezeichnet; Aktivsonar, das Schallimpulse in einer definierten Frequenz ausstrahlt. Durch die Messung der Laufzeit können die Fließgeschwindigkeiten in allen drei Lagen ermittelt werden.

Question 41

Digitale Geländemodelle - Erfassung:

Answer 41

• Digitalisierung vorhandener Höhenlinien • Luftbildfotografie • Laserscanning +Tabelle aus Zusammenfassung

Question 42

Teilschritte Digitales Geländemodell:

Answer 42

* Fließrichtung Wohin fließt die Zelle? * Fließakkumulation Wie viel fließt in die Zelle? * Gewässernetz Wann ist eine Zelle ein Gewässer? * Teileinzugsgebiet Wie viel fließt in ein Gewässer?

Question 43

Überflutungsbereiche:

Answer 43

1.Ausgangsdaten: o Digitales Geländemodell (Raster) o Lage der Querprofile mit berechneten Wasserständen (Linien) o Gewässer (Linien) o Schnittpunkte Querprofile/Gewässer (Punkte) 2.Konstruktion eines Wasserstandsrasters: o Interpolation einer Oberfläche durch alle Schnittpunkte, Methode IDW (Inverse Distance Weighted) 3.Konstruktion eines Wassertiefenrasters: o Differenz zwischen Wasserstandsraster und Geländehöhe 4.Überflutungsbereiche o Dort, wo der Wasserstand über dem Gelände liegt, gibt es Überflutungen; d.h. Wassertiefenraster >0 5.Überflutungsbereiche: o Im DGM sind künstliche Geländeformen (Bahn- und Straßendämme) teilweise nicht vorhanden. Rückstau kann bei der hier vorgestellten Methode nicht berücksichtigt werden.

Question 44

Voraussetzungen und Vorarbeiten zur Berechnung von Hochwasserschadenspotenzialen:

Answer 44

* Hydrologische Modelluntersuchung (Niederschlag-Abfluss-Modellierung, Abflussstatistik) * Hydraulische Berechnung (Wasserspiegellagenberechnung) * Erfassung der Landnutzung (mikro-, meso- und makroskalig) * Erfassung der Geo-Informationen (Geländehöhen, Kartenmaterial) * Erfassung von volkswirtschaftlichen Indikatoren (Sachwerte, Wertschöpfung, Kaufkraft)

Question 45

Mikro-/Meso-/Makroskalige Methode

Answer 45

Mikroskalige Methode: Empirische Erhebungen auf der Ebene einzelner Gebäude. Mesoskalige Methode: Wirtschaftsstatistiken und Liegenschaftsinformationen auf der Ebene von Landnutzungseinheiten wie Flure oder Raumeinheiten aus topografischen Erhebungen. Makroskalige Methode: Großräumige Gruppen von Landnutzungseinheiten wie z.B. Gemeinden oder Stadtteile, die aus der Sicht der Raumordnung entscheidungsrelevant sind.

Question 46

Kosten – Nutzen – Analyse:

Answer 46

Jährlicher Nutze = Schadenserwartung (Ist-Zustand) – Schadenserwartung (Variante)

Question 47

Wiederkehrintervalle & Auftretenswahrscheinlichkeit:

Answer 47

Für wasserwirtschaftliche Bemessungsaufgaben ist es notwendig die Abflüsse einer bestimmten Auftretensart zu ermitteln. In der Regel wird z.B. der Hochwasserschutz auf einen Bemessungsabfluss ausgelegt. Die jährliche Auftretenswahrscheinlichkeit, dass ein Hochwasserabfluss größer oder gleich einem Abfluss für ein bestimmtes Wiederkehrintervall T ist, entspricht dem inversen Wert des Wiederkehrintervalls. W(Q>HQt)=1/T

Question 48

Vorgehensweise bei der statistischen Analyse:

Answer 48

1. Plausibilisierung der Eingangsdaten (Prüfung auf Vollständigkeit / Fehlzeiten, Test auf Ausreißer) 2. Trendprüfung (+ gegebenenfalls Trend bereinigen) 3. Anwenden der Extremwertstatistik (mit Parameteranpassung bei Zugrundelegung der jährlichen (oder partiellen) Serie) 4. Angabe der Bandbreite für den Extremwert HQx

Question 49

Trendbehaftete Zeitreihe:

Answer 49

Die Eingangsinformationen für extremwert-statistische Auswertungen dürfen keinen Trend aufweisen.

Question 50

Jährliche/ Partielle Serie

Answer 50

Jährliche Serie: Eingang in die Berechnung findet jeweils der größte Wert pro Jahr Partielle Serie: Eingang finden die n größten Werte pro Jahr (n=2 oder 3)

Question 51

Extremwertstatistik:

Answer 51

Als Eingangswerte für die extremwertstatistische Berechnung werden die maximalen Abflüsse eines jeden Jahres verwendet

Question 52

Trendanalyse:

Answer 52

vor extremwertstatistischer Berechnung, trendbehaftete Messreihen verstoßen gegen die Grundannahmen der Extrapolation