Hydrologie Revision Flashcards
Auf welchen Zeitskalen kann das Verhalten eines Einzugsgebietes betrachtet werden?
- Runoff / Time
- Annual flood peaks / Return period
- Annual low flows / Return period
- Runoff / Days per year exeeded
- Runoff / Month
- Annual runoff / Years
Wie unterscheiden sich humide und aride Zonen?
- mehr Niederschlag in der humiden Zone
- mehr Verdunstung in der ariden Zone
- mehr Abfluss in der humiden Zone
Warum ist Hydrologie relevant?
Die Hydrologie erforscht Wasserkreisläufe und die Veränderung dieser und kann somit einen Einblick in unsere Ökosysteme aber auch die Wasserversorgung menschlicher Siedlungen geben. So kann sie Entscheidungen rund um Wassermanagement informieren
Welche Haupttheorien gibt es zum Ursprung des Wassers auf der Erde?
1) Wasser war bereits von Beginn an in den „Erdbausteinen“ vorhanden
2) Wasser kam durch andere Himmelskörper auf die Erde (z.B. Asteroiden)
Wie hat sich die Idee eines terrestrischen hydrologischen Kreislaufs entwickelt?
Griechische Philosophen hatten bereits erkannt, dass es Bilanzen im Erdsystem geben (“Aus dem Nichts entsteht nichts”) und somit einen Wasserkreislauf geben muss. Die alten Griechen stellte sich große Strudel im Meer vor durch die Wasser eingesogen wurde. Dieses wurde durch die Erdwärme verdampft, stieg auf und kondensierte in
Was ist das Kontrollvolumen?
Ein Kontrollvolumen ist ein fester Raumbereich, durch den sich Wasser bewegen kann
Wie lässt sich die Massenbilanz eines Speichers mathematisch darstellen?
dS/dt = I(t) - O(t)
mit:
Speicher (S)
Zeit (t)
Fluss ins Volumen (I)
Fluss aus dem Volumen (O)
Wie ergibt sich die Massenbilanz?
Die Massenbilanz ergibt sich aus dem Fluss ins Kontrollvolumen und dem Fluss aus dem Kontrollvolumen heraus
Wie lässt sich die mittlere Verweilzeit im Kontrollvolumen berechnen?
T = S/Q
mit
mittlere Verweilzeit (T)
Speichergröße (S)
mittlerer Flussrate (Q)
Was ist das hydrologische Jahr?
Das hydrologische Jahr wird so gewählt, dass in der Jahresbilanz die Niederschläge erfassen werden können, die bereits im Spätherbst und Frühwinter gefallen sind und als Schnee oder Eis im Einzugsgebiet gespeichert wurden, aber erst im folgenden Kalenderjahr als Schmelzwasser abflusswirksam werden.
Welche Speicher gibt es im Wasserkreislauf?
- Ozeane
- Gletscher
- Grundwasser
- Permafrost
- Seen
- Bodenfeuchte
- Feuchtgebiete
- Atmosphäre
- Flüsse
Welche Flüsse (Bewegungen) gibt es im Wasserkreislauf?
- Zirkulationen im Ozean
- Verdunstung
- Niederschlag
Was bedeutet der Begriff “Runoff Ratio”?
“Runoff Ratio” beschreibt den Abfluss für jedes Einzugsgebiet, geteilt durch den Niederschlag für dieses Einzugsgebiet. Es ist der Anteil des Niederschlags, der nicht versickert und nicht durch Evapotranspiration aufgenommen wird und somit als Abfluss endet.
Welche globale Verteilung hat die “Runoff Ratio”?
Die Runoff Ratio ist in Gebirgen am größten und in Wüsten am geringsten. Bewaldete Regionen haben dagegen tendentiell eine mittlere Runoff Ratio
Wie beeinflussen Landnutzungsänderungen den Wasserkreislauf?
Änderungen von Verdunstungsmustern und atmosphärischen Strömungen
Nenne Beispiele für das Kontrollvolumen
- topographisches Einzugsgebiet
- Speicher wie Seen oder Ozeane
Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Wasserbilanz und Runoff Ratio?
In ariden Gebieten ist die Runoff Ratio besonders gering, in (Hoch)Gebiergen dagegen nimmt sie stark zu
Beschreibe die Wasserbilanz in Deutschland
Im Winter gibt es nur eine geringe Verdunstung, viel Wasser ist als Schnee oder Eis gespeichert
Im Sommer gibt es durch die höhere Temperatur, Strahlung und Pflanzenaktivität eine stärkere Verdunstung
Wie wirkt sich der Klimawandel auf die deutsche Wasserbilanz aus?
- Mehr Trockenheit und Niedrigwasser
- Zunehmende Risiken durch Starkregen, Sturzfluten und Hochwasser
Wie wirkt sich die menschliche Nutzung auf die Wasserbilanz aus?
Der Wasserverbrauch ist höher als die Wasserverfügbarkeit eigendlich zulässt - Wasser muss teils rationiert werden
Wie verhält sich der Niederschlag zu Abfluss und Verdunstung?
Niederschlag (N) = Abfluss (Q) + Verdunstung (V)
Wie verteilt sich die Strahlung auf der Erde?
Die Sonneneinstrahlung ist am Äquator am größten und nimmt Richtung Norden/Süden mit dem Breitengrad ab. Auf der Nord-/Südhalbkugel variiert die Sonneneinstrahlung je nach Jahreszeit
Was ist die Albedo?
Die Albedo beschreibt das Reflexionsvermögen natürlicher Oberflächen für die kurzwellige Solarstrahlung
Was ist “grünes” Wasser?
“Grünes” Wasser ist das natürlich vorkommende Regenwasser (Bodenfeuchte), das stetig natürlich nachgeliefert wird.
Was ist “blaues” Wasser?
“Blaues” Wasser stammt aus Grund- und Oberflächengewässern, also beispielsweise Wasser, das aus Brunnen oder Flüssen zur Bewässerung oder für den menschlichen Bedarf entnommen wird.
Was ist “graues” Wasser?
“Graues” Wasser wiederum ist verunreinigtes Wasser und kann erst nach Reinigung wieder für andere Zwecke verwendet werden.
Was ist “virtuelles” Wasser?
Die Wassermenge, die direkt oder indirekt für die Herstellung eines Produktes genutzt wird, bezeichnet man als “virtuelles” Wasser. Es fasst
“grünes”, “blaues” und “graues” Wasser zusammen.
Wie funktioniert der Treibhauseffekt?
Der Treibhauseffekt sorgt dafür, dass die Erde eine mittlere Lufttemperatur von 15°C (statt -18°C ohne) hat. Er kommt zustande, wenn die kurzwellige Sonneneinstrahlung von der Erde absorbiert und als langwellige Strahlung wieder abgestrahlt wird. Diese langwellige Strahlung wird von den sog. Treibhausgasen in der Atmosphäre teilweise auf die Erdoberfläche zurückreflektiert
Wie werden energie-limitierte Einzugsgebiete charakterisiert?
In diesen Gebieten gibt es immer genug Feuchtigkeit zur Verdunstung, allerdings gibt es durch die begrenzte Einstrahlung nur wenig Energie. Hier gibt es immer mehr Niederschlag als verdunstet werden kann und daher recht viel Abfluss
Wie werden wasser-limitierte Einzugsgebiete charakterisiert?
In diesen Gebieten gibt es immer genug Energie zur Verdunstung, aber nur wenig Wasser. Hier verdunstet also der gesamte Niederschlag und es gibt nur einen geringen Abfluss
Wie verhalten sich der Verdunstungsindex und die klimatische Runoff Ratio zueinander?
Der Verdunstungsindex steht im direkten Verhältnis zur klimatischen Runoff Ratio
Wie wird die Verdunstung definiert?
Die Verdunstung ist ein Prozess, bei dem Wasser bei Temperaturen unter dem Siedepunkt vom flüssigen oder festen in den gasförmigen Aggregatzustand
übergeht
Wie verläuft die Verdunstung
Das Wasser wird erwärmt, wobei sich die Wasserstoffbrücken auflösen und einzelne Moleküle aus dem Molekülverband gelöst werden. Ist die Gasphase noch nicht mit Wasserdampf gesättigt kommt es zur Verdunstung.
Welche Methoden gibt es zur Messung der Verdunstung?
- Lysimeter
- Verdunstungskessel
- Evaporimeter
Wie funktioniert das Lysimeter?
Ein Bodenkörper mit bekannten Abmessungen, Eigenschaften und Vegetationsverhältnissen wird in einen Auffangbehälter eingebracht und das Sickerwasser aufgefangen und gemessen
Wie funktioniert der Verdunstungskessel?
Es wird eine festgelegte Menge Wasser in den Kessel gegeben und dann nach einiger Zeit der neue Wasserstand gemessen. Daraus lässt sich dann berechnen, wie viel Wasser verdunstet ist.
Wie funktioniert das Evaporimeter?
Ein nach oben geschlossenes Glasrohr ist an der unteren Öffnung mit einem Fließpapier verschlossen, von dem Wasser verdunstet. Es wird nach einiger Zeit der Wasserverlust an der Skala am Glasrohr abgelesen und so die Verdunstung nachvollzogen.
Welche Annahmen werden gemacht um die Verdampfung zu berechnen?
- Es ist genug Energie für den Phasenübergang verfügbar
- Der Gradient der Wasserdampfsättigung wird befolgt
- Der Wasserdampf wird abtransportiert (keine 100% Sättigung)
Wie kontrolliert das Klima die langfristige Wasserbilanz?
Das Klima beeinflusst den jährlichen Niederschlag, sowie durch die Einstrahlung die Verdunstung und entsprechend auch den Abfluss in einem Gebiet
Was ist die Budyko-Kurve?
Die Budyko-Kurve gibt anhand des Verdunstungs- und Trockenheitsindex an, ob ein gebiet energie- oder wasserlimitiert ist
Gebiete mit PET/P < 1 sind energielimitiert, Gebiete mit PET/P > 1 sind wasserlimitiert
Wie entsteht Niederschlag?
Wassertröpfchen in Wolken entstehen durch die Konzentration von Wasserdampf auf Aerosolen und durchlaufen dann viele Kondensations- und Verdunstungszyklen, während sie in der Wolke zirkulieren, bis sie zu ausreichend großen Tropfen zusammenkommen und durch die Wolkenuntergrenze fallen.
Dieser Prozess wird wahrscheinlicher gemacht, wenn eine Übersättigung der Luft erreicht wurde.
Welche Arten von Niederschlag gibt es?
- Zyklonale Niederschläge
- Konvektive Niederschläge
- Orographische Niederschläge
Was sind zyklonale Niederschläge?
Diese entstehen in Tiefdruckgebieten (Zyklone) durch das Aufeinandertreffen von Luftmassen unterschiedlicher Temperaturen an einer Warmfront oder Kaltfront.
Je schneller der Aufstieg einer Luftmasse desto stärker der Niederschlag.
Was sind Orographische Niederschläge?
Orographischer Niederschlag tritt auf, wenn feuchte Luft aus dem Meer über einen abfallenden Berg strömt
Was sind konvektive Niederschläge?
Konvektiver Niederschlag entsteht aus der Aufwärtsbewegung von Luft, die wärmer als ihre Umgebung ist. Der Niederschlag ist schauerartig, kann aber von leichtem Regen bis zu Wolkenbrüchen variieren
Wann ist ein Regen ein Starkregen?
Voraussetzung für ein Starkregenereigniss ist, dass seine Intensität, also das Verhältnis Niederschlagsmenge zu Niederschlagsdauer, groß genug ist
Welche Methoden gibt es zur Messung von Niederschlag?
Hellmann-Niederschlagsmessgerät
Niederschlags-Wippe
Niederschlagswaage
Radarmessungen
Satellitendaten
Beschreibe das Hellmann-Niederschlagsmessgerät
Das Hellmann-Niederschlagsmessgerät ist ein nicht registrierender Totalisator, der im wesentlichen aus einem Auffangtopf mit einer Grundfläche von 200 cm² (im Hochgebierge: 500 cm²) besteht.
Ein Sammelbehälter ist allerdings nicht praktisch, da er regelmäßig geleert werden muss und überlaufen kann, außerdem wird nicht der gesamte Niederschlag gemessen, da einiges durch die Verdunstung verloren geht
Beschreibe die Niederschlags-Wippe und Niederschlagswaage
Die Niederschlags-Wippe und Niederschlagswaage sind selbstregistrierender Regenmesser, die kontinuierliche Messungen durchführen. Die registrieren den Niederschlag über eine Wippe mit Lichtschranke o. Magnetschalter, oder eine Waage. Dabei messen sie die Niederschlagshöhe als Summenlinie
Wie funktioniert die Niederschlagserfassung durch Radarmessungen?
Mit Radarstrahlen können Niederschlagsteilchen in der Atmosphäre vermessen werden. Dazu sendet der Radar in festen Abständen ein Signal mit einer gewissen Wellenlänge aus. Die Niederschlagsteilchen (Wasser, Eis) reflektieren dieses Signal.
Ein Radar misst also eine Reflektivität, nicht den Niederschlag direkt. Da die Stärke der Reflektivität u.a. von der Größe und der Menge der Regentropfen abhängt, kann die ungefähre Niederschlagshöhe geschätzt werden. Die Bewegung der Partikel kann mit der Dopplergeschwindigkeit erfasst werden.
Welche Stärken und Schwächen hat die Niederschlagsmessung durch Satellitendaten?
- Konsistenter, langfristiger Datensatz mit mehr als 30 Jahren Daten, vierteljährlich aktualisiert
- Verwendet viele verschiedene Datenquellen, was die Zuverlässigkeit des Produkts erhöht
- Hohe Auflösung (0,25) der monatlichen Niederschläge
Anhand welcher Methoden kann der Gebietsniederschlag berechnet werden?
- Arithmetisches Mittel
- Thiessen Polygone
- Isohyten
Wie kann der Gebietsniederschlag durch arithmetische Mittel berechnet werden?
h[p] = 1/n * sum(h[p,i])
h[p]: Gebietsniederschlag
n: Anzahl der Messstationen
h[p,i]: Niederschlagshöhe am Punkt i
Wie funktioniert die Bestimmung des Gebietsniederschlags durch die Thiessen Polygone?
- Triangulation des Stationsnetzes.
- Einzeichnen von Mittelsenkrechten auf die Verbindunglinien.
- Verbinden der Mittelsenkrechten.
- Verbindung der Mittelsenkrechten
Wie kann der Gebietsniederschlag durch die Thiessen Polygone berechnet werden?
h[p] = sum(W*h[p,i]) mit W = A[i]/A[c]
h[p]: Gebietsniederschlag
h[p,i]: Niederschlagshöhe an der Station i
W: Gewichtungsfaktor
A[i]: Fläche der Einflusszone von Station i
A[c]: Fläche des Einzugsgebietes
Welche Bedingung muss erfüllt sein, damit ein Starkregenereigniss eingestuft werden darf?
N ≤ {5D - (D/24)²}^1/2
N: Niederschlagshöhe [mm]
D: Niederschlagsdauer [min]
Welche Trends gibt es im Niederschlag?
Durch die Erderhitzung kommt es zu stärkeren, wenn auch selteneren Niederschlägen. In Mittel- und Nordeuropa nehmen die Niederschläge im Winter tendentiell zu während sie im Sommer abnehmen - In Südeuropa ist der Trend weitgehend entgegengesetzt
Was ist Sickerwasser?
Wasser das der Schwerkraft folgt, bewegt sich durch große Poren und trägt zur Grundwasserneubildung bei
Was ist Kapillarwasser?
Wasser, das in Poren, durch die Oberflächenspannung / Kapillarität gehalten wird
Was ist Adsorptionswasser?
Wasser, das durch elektrostatische Kräfte in einem sehr dünnen Wasserfilm um die Partikel herum gehalten wird
Wie ergibt sich die Porosität?
Porenvolumen / gesamtes Bodenvolumen
Wie ergibt sich der (absolute) Wassergehalt des Bodens?
Wasservolumen / gesamtes Bodenvolumen
Wie ergibt sich die (relative) Wassersättigung?
Verhältnis Wassergehalt / Porosität
Was ist die Wasserspannungskurve?
Die Wasserspannungskurve gibt die Beziehung zwischen Wasserspannung und Wassergehalt an
Wie entsteht das Grundwasser?
Grundwasser entsteht wenn Sickerwasser ein Aquifer (also einen Grundwasserleiter) erreicht
Welche Faktoren beeinflussen die Grundwasserneubildung?
- Niederschlag
- Evapotranspiration
- Oberflächenabfluss
- Wassersättigung im Boden
Welche Aussage trifft Darcys Law?
Die Durchflussrate ( 𝑄/𝐴) is proportional zum Durchlässigkeitsbeiwert (K) und Druckhöhenunterschied (dh) und umgekehrt proportional zur durchflossenen Länge (dL). Das negative Vorzeichen zeigt den Fluss in Richtung fallender Höhe an.
Welche Formel ergibt sich aus Darcys Law?
Q/A = -K(dh/dL)
Was ist die Bedeutung von Grundwasser?
Grundwasser ist die wichtigste Trinkwasserquelle in Deutschland und ein Verlässlicher Speicher in Trockengebieten und Trockenzeiten. Durch die hohe Wasserqualität halten sich die Kosten für die Aufbereitung gering
Welche Gefahren gibt es für Grundwasser?
Sinkende Wasserstände:
- Zu hohe Entnahme
- Klimaveränderungen
- Landschaftsveränderungen, z.B. Bodenversiegelung, Trockenlegen von Feuchtgebieten
Verschmutzung:
- Eintrag durch die Landwirtschaft (Dünger und Pestizide), Industrie oder Unfälle
- Altlasten (punktuelle oder diffuse Schadstoffquellen z.B. durch Tagebau, Industrie , Deponien oder ehemalige Rieselfelder)
Was ist der Welkepunkt?
Der Welkepunkt ist die untere Grenze der Wassermenge, die Pflanzen dem Boden entziehen können
Was ist die Feldkapazität?
Die Feldkapazität ist das Wasser, dass der Boden entgegen der Schwerkraft festhalten kann
Wann wird der permanente Welkepunkt erreicht?
Der permanente Welkepunkt ist erreicht wenn Wasserspannung einen bestimmten Wert erreicht hat und Pflanzen Wasser dem Boden nicht mehr entziehen können
Wo fängt das Grundwasser an?
Dort wo die Bodenporen nur noch Wasser und keine Luft mehr enthalten
Was ist die Interzeption?
Die Interzeptionsverdunstung ist die Verdunstung von Niederschlag, der auf Pflanzenoberflächen zurückgehalten wird. Es kann sich dabei um die Benetzung durch Regen, die Ablagerung von Schnee oder abgesetzten Niederschlag, d. h. die Bildung von Tau und Reif oder Anlagerung von Nebelniederschlägen handeln. Dieses Wasser wird aber nicht gänzlich zu Interzeptionsverdunstung, weil es
teilweise abtropft.
Wie variiert die Interzeption?
Die Interzeption ist abhängig von:
- Charakter des Niederschlages
- Vegetationsart
- Vegetations-/Blattdachdichte
- Jahreszeit
Welchen Einfluss hat die Jahreszeit auf die Interzeption?
Die Schneeabfangung kann erheblich sein, aber der größte Teil des abgefangenen Schnees fällt durch Massenabgabe oder als Schmelztropfen zu Boden. Aufgrund erhöhter Turbulenzen im Kronendach kann die Sublimation von abgefangenem Schnee in Umgebungen mit geringen Niederschlägen jedoch erheblich sein.
Welchen Einfluss hat der Niederschlagstyp auf die Interzeption?
Die Interzeption ist bei geringen Niederschlagsintensitäten relativ wichtig
Wie kann die Interzeption gemessen werden?
- Messung des Bestandsniederschlages
- Messung Stammabfluss
Welche Probleme gibt es bei der Messung der Interzeption?
- ungenauen Messungen des Niederschlags, insbesondere bei geringen Intensitäten, wenn die Abfangverluste relativ groß sind
- große räumliche Variabilität des Durchflusses
- Komplexität und Kosten der Messung des Stammabflusses
Wie beeinflusst die Vegetation den Wasserkreislauf?
- Niederschlag wird von Wäldern und anderen Vegetationsformen recycelt
- Waldbedingte Luftdruckmuster können atmosphärische Feuchtigkeit ins Innere der Kontinente transportieren
- Die Infiltration und die Grundwasserneubildung können durch Bäume erleichtert werden
Was ist die Infiltration?
Infiltration bezeichnet den Prozess des Eindringens von Wasser in den
Erdboden
Welche Rolle spielt die Infiltration im Wasserkreislauf?
- Infiltration führt dem Boden Wasser zu und ist daher wichtig für den Bodenwasserhaushalt
- Anschlussprozesse können Verdunstung, Abflussbildung oder Grundwasserneubildung sein
- Die Infiltration trägt wesentlich zum Gebietsrückhalt bei und ist daher für die Ereigniswasserbilanz wichtig
Von welchen Faktoren hängt die Infiltration ab?
- Niederschlag: Intensität und Menge des Regens oder Schmelzwassers
- Bodenart: hydraulische Durchlässigkeit, aber auch Makroporen, Verdichtung, Verkrustung
- Bodenvorfeuchte: Wassergehalt an der Bodenoberfläche
- Vegetation: Einfluss der Vegetation auf Bodeneigenschaften, sowie Interzeption
Wie kann die Infiltration berechnet werden?
I(t) = (1 – Ψ) * N(t)
oder
I(t) = Imax * (I0 – Imax) *e-kt
Beschreibe den zeitlichen Verlauf der Infiltration
- Hohe Infiltrationskapazität: große Kapilarkräfe, da Boden noch ungesättigt
- Niederschlag
- geringe Infiltrationsrate: kleine Kapilarkräfte da Boden (weitgehend) gesättigt
Wie verhalten sich die hydraulische Leitfähigkeit des Bodens und sein Wassergehalt zueinander?
Bei der Perkolation leiten gestättigte Böden Wasser besser als ungesättigte des Bodens (Unterschied Infiltration!)
Welche Methoden zur Messung der Infiltration gibt es?
- Infiltrationsmessung mit einem Doppelringinfiltrometer
- Messung mit Sprinklerinfiltrometer
- Messung mit Haubeninfiltrometer
- Messung mit Tensionsinfiltrometer
Wie funktioniert die Infiltrationsmessung mit einem Doppelringinfiltrometer?
- Innerer Ring: Messung der Infiltrationsgeschwindigkeit / Intensität Ii [mm/h]
- Äußerer Ring Infiltration mit Wasser mit etwas niedrigerem Wasserspiegel sorgt für eine vertikale Infiltration im inneren Ring, vermeidet seitlichen Kapillarsog
Wie funktioniert die Infiltrationsmessung mit einem Sprinklerinfiltrometer?
Bei Beregnungsversuchen wird Niederschlag von bekannter Intensität erzeugt und der Oberflächenabfluss gemessen. Die Infiltrationsrate kann aus der Differenz der Niederschlagsund der Abflussmenge berechnet werden.
Wie funktioniert die Infiltrationsmessung mit einem Haubeninfiltrometer?
Die Infiltration erfolgt aus einer auf den Boden gesetzten geschlossenen Haube (nach unten offen), die mit Wasser gefüllt ist. Die vom Wasser bedeckte, kreisförmige Bodenoberfläche unter der Haube bildet die Quellfläche für den Infiltrationsfluss. Die Berechnung der hydraulischen Leitfähigkeit erfolgt aus den im Versuchslauf ermittelten stationären Fließraten.
Wie funktioniert die Infiltrationsmessung mit einem Tensionsinfiltrometer?
Wasser, das unter Spannung gehalten wird, infiltriert über eine hoch durchlässige Nylonmembran in einen trockenen Boden. Die zeitabhängige Infiltrationsrate wird benutzt, um ungesättigte hydraulische Leitfähigkeiten und verwandte hydraulische Eigenschaften zu berechnen
Was sind die Hauptkomponenten Ereigniswasserbilanz?
- Niederschlag
- Direktabfluss
- Gebietsrückhalt
- effektiver Niederschlag
- Abflussbeiwert
Was ist die Gebietsrückhalt?
der Teil des Niederschlags, der im Gebiet gespeichert wird
Was ist der effektive Niederschlag?
Der Teil des Niederschlags, der zu Abfluss wird
Was ist der Abflussbeiwert?
der Quotient aus Direktabfluss und Niederschlag
Welche Faktoren beeinflussen den Abflussbeiwert?
- Bodeneigenschaften
- Topographie
- Vegetation
- Niederschlagsintensität
- Bodenvorfeuchte
Wie kann der Abflussbeiwert berechnet werden?
ψ = Neff / N
Welche Methoden zur Abflussmessung gibt es?
- Eimermethode
- Abflussmessung über die Fließgeschwindigkeit
- Tracer- / Verdünnungsmethode
- Wasserstandmessungen an Pegeln
- Messwehr
- Venturikanal
Wie funktioniert die Eimermethode?
Es wird die Zeit dt gemessen, in der ein Eimer bekannten Volumens VE
durch den Durchfluss des Gewässers gefüllt wird
Wo kann die Eimermethode eingesetzt werden?
bei kleinen Gewässern
Wie funkioniert die Abflussmessung über die Fließgeschwindigkeit?
Die Abflussermittlung über Messwerte der Fließgeschwindigkeiten erfolgt durch die Integration von im Fließquerschnitt punktförmig durchgeführten Geschwindigkeitsmessungen.
Wie funkioniert die Tracer- / Verdünnungsmethode?
Injizieren eines Tracers in das Fließgewässer: Messung der Tracerkonzentration nach einer Fließlänge, bei der der Querschnitt vollständig gemischt ist. Konzentrationsreduzierung ist proportional zum Abfluss
Wo eignet sich die Tracermethode?
Gut für stark turbulente Strömungen, z.B. Gebirgsbäche
Wie funktionieren Wasserstandmessungen an Pegeln?
Es wird der Pegel gemessen und dann aus der Wasserstand-Abfluss-Beziehung der Abfluss abgeleitet
Wie funktionieren Wasserstandmessungen am Messwehr?
Erfolgt über die (bekannte) Abhängigkeit des Wasserstands von Abfluss in einem definiertem Fließquerschnitt.
Wie funktionieren Wasserstandmessungen am Venturikanal?
Beim Venturikanal wird durch eine Verengung des Fließquerschnittes ein Übergang vom strömenden zum schießenden Fließzustand erzeugt.
Der Wasserstand beim Zulauf ist dadurch frei von Rückstaueinflüssen und korreliert
eindeutig mit dem Durchfluss.
Welche Faktoren beeinflussen die Abflusskonzentration?
- Art des Abflusses
- Niederschlag
- Topgraphie
- Größe des Einzugsgebiets
- Fließpfade
- Gewässernetz
Warum reagieren verschiedene Gebiete unterschiedlich auf Niederschlagsereignisse?
Sind die Fließwege größer, erreicht der Abfluss den Fluss mit größerer Verzögerung
Wie funktioniert der Niederschlags-Abfluss-Prozess?
Nach dem Niederschlag wird ein Teil infiltriert, der Rest (effektiver Niederschlag) wird zum Abfluss und addiert sich mit dem Basisabfluss zum Gesamtabfluss
Wie funktioniert das Eingangslinienverfahren?
- Niederschlagseinheiten werden zu Einheitsganglinien
- Einheitsganglinien werden anschließend überlagert
- Dies führt zur gesamten Direktabflussganglinie
Was sind die Basiselemente des Hochwassermanagement?
- Global Flood Awareness System
- Deiche
- Raum für Wasser schaffen
Was ist das Global Flood Awareness System?
Ein System zur Abschätzung der Wahrscheinlichkeit des Eintretens eines Hochwassers
Welche Maßnahmen haben die Niederlande zum Hochwasserschutz eingesetzt?
Die Deiche an den Küsten dicht besiedelter und hoch industrialisierter Landesteile sind so auszulegen, dass sie gegen alle Stürme schützen, deren Stärke im Durchschnitt nur einmal in 10000 Jahren überschritten wird
Erkläre die Hochwasserhäufigkeitskurve
- Die Hochwasserhäufigkeitskurve stellt den jährlichen Spitzenabfluss gegen die Wiederkehrperiode dar.
- Sie zeigt uns, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Hochwasser einer bestimmten Größenordnung in
einem Einzugsgebiet auftritt.
Wie können einer Dauerline Abflussstatisiken entnommen werden?
Die Steigung gibt den Abfluss an: höherer Abfluss = flachere Kurve
Schneidet die Kurve die x-Achse ist der Abfluss saisonal
Welche Dürretypen gibt es?
- Meteorologische Dürre
- Landwirtschaftliche Dürre
- Hydrologische Dürre
Wie kommt es zur meteorologische Dürre?
Die meteorologische Dürre entsteht durch ein Niederschlagsdefizit oder eine erhöhte Verdunstung
Wie kommt es zur landwirtschaftlichen Dürre?
Die landwirtschaftliche Dürre ist das Ergebnis eines Bodenfeuchtedefizits und eine Folge der meteorologischen Dürre
Beschreibe die hydrologische Dürre?
Die hydrologische Dürre ist charakterisiert durch reduzierte Grundwasserpegel, abnehmende Wasserstände und Durchflüsse
Was ist compound hazard?
Compund Risk ist die Folge der Interaktion von sozial konstruierten anfälligen Bedingungen mit potenziellen zusammengesetzten Auswirkungen, die durch das Gleichzeitige auftreten von Ereignissen entstehen können
Was ist cascading hazard?
Das Kaskadenrisiko kann als das Risiko verstanden werden, das durch das aufeinanderfolgende AuBreten von zwei oder mehr Ereignissen entsteht, wobei das erste Ereignis ein oder mehrere Ereignisse
auslöst
Wie lässt sich der Verdunstungswärmestrom berechnen?
ET´= ET * L * ρ
mit
ET´: Verdunstungswärmestrom [Energie / Fläche / Zeit]
ET: Verdunstungsintensität [Volumen / Fläche / Zeit]
L: spez. Verdunstungswärme von H2O [Energie / Masse]
ρ: Dichte von H2O [Masse / Volumen] 1000 kg/m3
Wie lässt sich die spezifische Verdunstungswärme berechen?
L = (2501 – 2.37 * T/°C) kJ/kg
Wie lässt sich die reale Verdunstung berechnen?
ETR= P – R – dS
mit P: Niederschlag, dS: Speicheränderung, R: Sickerwasserabfluss
Wie lautet die Magnusformel für den Sättigungsdampfdruck?
E (T )=6,11∗10^[ 7,5 ∗ T/237,3 + T ]
Wie lautet die TRUC-Formel zur Berechnung der potentiellen Verdunstung?
ETP = 0,027 * C * (RG + 24 * (W/m²) * (T/T + 15 °C)
Wie lautet die Wasserbilanzgleichung?
P - ETR - R - dS = 0
P : Niederschlag
R : Abfluss
dS: Änderung der im Gebiet gespeicherten Wassermenge
ETR: reale Verdunstung
