Bormann


Die Bodenkultur - Journal for Land Management, Food and Environment

H. Bormann, H. M. Holländer, T. Blume, W. Buytaert, G.B. Chirico, J.-F. Exbrayat, D. Gustafsson, H. Hölzel, P. Kraft, T. Krauße, A. Nazemi, C. Stamm, S. Stoll, G. Blöschl und H. Flühler:

Vergleichende Abflussvorhersagen eines kleinen, künstlichen Einzugsgebiets ohne Modellkalibrierung

Zusammenfassung

Zehn konzeptuell unterschiedliche Modelle wurden im Testeinzugsgebiet Hühnerwasser in der Lausitz (Nordostdeutschland) angewandt, um den Abfluss aus dem 6 ha großen Gebiet, einem ehemaligen Tagebauareal, abzuschätzen. Der Modellvergleich erfolgte in drei Stufen, wobei die Zielsetzung eine Anwendung für unbeobachtete Einzugsgebiete darstellte. Zuerst wurden nur Angaben über Bodentextur, Topographie, Bodenbedeckung und Klimadaten bereitgestellt, wobei hydrologische Daten (Abfluss, Bodenfeuchte, Grundwasserstände) zurückgehalten wurden. Dadurch konnte die Modelleignung bei begrenzter Datenverfügbarkeit getestet werden. Die Ergebnisse der Modelle variierten stark, wobei sämtliche berechnete Wasserbilanzgrößen innerhalb der dreijährigen Beobachtungsdauer von den beobachteten Werten stark abwichen. Aufgrund der hochdurchlässigen Böden berechneten die Modelle vorwiegend unterirdischen Abfluss. Die Beobachtungen zeigen jedoch eine Dominanz des Oberflächenabflusses. Im zweiten Bearbeitungsschritt erfolgte eine Gebietsbegehung, bei der visuell sichtbare Prozesse wie Grabenerosion und Bodenverkrustung in die Berechnung Eingang fanden. Dadurch verbesserten sich die Modellergebnisse nennenswert und der Oberflächenabfluss wurde deutlich besser wiedergegeben. Im dritten Schritt wurden Modellverbesserungen durch Parameteroptimierung und verbesserte Schätzung der Anfangsbedingungen und Speicherkapazitäten erzielt. Dabei spielte bei der Erreichung verbesserter Berechnungsergebnisse die persönliche Erfahrung und Beurteilungskompetenz der Modellanwender eine wichtige Rolle.

Schlagworte: Künstliches Einzugsgebiet, initiale Ökosystementwicklung, Modellvergleich, A-priori-Vorhersage, Prozessverständnis, Datenverfügbarkeit, unbeobachtete Einzugsgebiete.