Hydrologie

Hydrologie: Über die Mathematik des Wassers im Boden

Icon GeowissenschaftenGerhard MarkartWelche Faktoren spielen zusammen, wenn Wasser über die Ufer tritt? Was versteht man unter der Versiegelung des Bodens und welche Auswirkungen hat sie auf den Wasserkreislauf?

Starkregen – die Bedeutung des Waldes und funktionierender Böden

Waldbestände halten große Niederschlagsmengen im Kronenraum zurück. Diese Interzeptionsverdunstung liegt je nach Baumart und Dichte des Bestandes bei vier bis sechs Millimeter pro Niederschlagsereignis, bei Nadelbäumen ist der Kronenrückhalt größer als bei Laubbäumen. Der Kronendurchlass (Wasser, das auf den Waldboden trifft) kann im Wald in der Regel leichter versickern als im umgebenden Freiland. Deshalb sind Wälder so wichtige Regulative im hydrologischen Haushalt.

Die Reaktion des Bodens ist stark von der Intensität und der Dauer des Niederschlagsereignisses abhängig. Besonders bei kurzzeitigen Starkregen (Gewitterregen) ist auf feinteilreichen Böden mit geringer Deckung und auf versiegelten Standorten mit einem sehr hohen Abfluss zu rechnen.

Beim Aufprall auf vegetationslosen Flächen bzw. solchen mit geringer Vegetationsdeckung verdichten die Tropfen die oberste Bodenschicht und zerplatzen. Diese kleineren Tropfen werden nach allen Seiten weggeschleudert und können dabei bis zu 100 Prozent ihrer eigenen Masse an Feststofffracht bewegen, ein Vorgang, der auch als Splash-Erosion – Effekt bezeichnet wird. Die erodierten Partikel werden an anderer Stelle eingeschlämmt, versiegeln die Oberfläche und vermindern dadurch sukzessive die Infiltrationsleistung des Bodens, das heißt die Fähigkeit des Bodens Niederschläge aufzunehmen, ist deutlich reduziert.

Gerhard Markart

Gerhard MarkartDI Dr. Gerhard Markart ist Leiter am Institut für Naturgefahren in Innsbruck (Bundesforschungszentrum für Wald) in Innsbruck. Bereits seit den 1980er-Jahren arbeitet er an hydrologischen Fragestellungen. Im Jahre 2000 hat er mit der Doktorarbeit „Zum Wasserhaushalt von Hochlagenaufforstungen: am Beispiel der Aufforstung von Haggen bei St. Sigmund im Sellrain“ (Anleitung: Herbert Hager, Institut für Waldökologie, Universität für Bodenkultur, Wien) promoviert.

Zentrales Thema seiner Forschungsarbeiten ist der Wasserumsatz in Wildbacheinzugsgebieten – darunter insbesondere folgende Arbeitsbereiche: Forst- und Wildbachhydrologie, Abfluss- und Erosionsforschung (Starkregensimulation, Niederschlag-/Abflussmodellierung, Bewirtschaftungskonzepte für alpine Gebiete), angewandte Bodenphysik

Publikationsliste

Günter Blöschl

Günter BlöschlUniv.Prof. DI Dr. Günter Blöschl ist Vorstand des Instituts für Wasserbau und Ingenieurhydrologie an der Technischen Universität Wien.

http://www.hydro.tuwien.ac.at/mitarbeiter/mitarbeiter/guenter-bloeschl.h...
http://www.waterresources.at/DK/index.php?id=30

1979 – 1985 Studium an der TU Wien: Bauingenieurwesen mit dem Schwerpunkt Wasserbau. Diplomarbeit über „Schneehydrologie“
1989 Research Fellow University Vancouver
1990 PhD (Dissertation über schneehydrologische Prozesse)
1992 – 1994 Australian National University in Canberra (Schrödinger Stipendium)
1993, 1997 Research Fellow University Melbourne
1997 Habilitation (Hydrologie), TU Wien
1997 – 2007 Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie TU Wien
2007 – o. Universitätsprofessor für Ingenieurhydrologie und Wassermengen-wirtschaft an der TU Wien

Kommt die nächste Sintflut?

Icon Geowissenschaften2012 scheint ein Rekord-Hochwasserjahr gewesen zu sein. Hochwässer in China, Nigerien, Großbritannien. Wirbelsturm Sandy in den USA. Aber auch in Österreich standen Teile der Steiermark und Kärntens unter Wasser. Das Jahrhunderthochwasser 2002 ist noch allen in Erinnerung. Werden die Hochwässer größer? Wenn ja, warum? Und wie können wir uns vor ihnen schützen?

Günter BlöschlHochwasser ist nicht Hochwasser

Überflutungen können die verschiedensten Ursachen haben. Küstenhochwässer werden zum Beispiel durch Erdbeben im Ozean ausgelöst, sogenannte Tsunamis wie 2004 in Indonesien und 2011 in Japan. Weniger bekannt ist, dass im Jahr 365 viele Städte am östlichen Mittelmeer und 1755 Lissabon in ähnlicher Weise verwüstet wurden. Aber auch Stürme können Wassermassen an die Küste treiben, wie bei der sogenannten Weihnachtsflut des Jahres 1717 an der Nordseeküste von Holland bis Dänemark und beim Wirbelsturm Sandy.

Hohe Bodenfeuchtigkeit trägt entscheidend zur Gefährlichkeit von Hochwasser beiAbbildung 1. Hohe Bodenfeuchtigkeit trägt entscheidend zur Gefährlichkeit von Hochwasser bei.

Für Österreich sind Flusshochwässer freilich relevanter. Früher waren sie oft auf einen Eisstoß zurückzuführen, bei dem Eisschollen das heran strömende Wasser blockierten, wie an der Donau bei Wien im Februar 1830, aber heute lassen höhere Lufttemperaturen und Flusskraftwerke die Bildung großer Eisstöße nicht mehr zu. Flusshochwässer werden jetzt meist durch großräumigen Niederschlag ausgelöst, oft verbunden mit sogenannten Vb-Wetterlagen, bei denen feuchte Luft aus dem Mittelmeerraum herantransportiert wird. Das größte bekannte Hochwasser an der Donau trat im August 1501 auf, das fast um die Hälfte größer war als das Hochwasser im August 2002. Entscheidend für solche Hochwässer ist nicht nur die Niederschlagsmenge, sondern auch der Feuchtezustand der Böden im Gebiet. Er bestimmt den Anteil des Niederschlags, der nicht versickern kann und deshalb zum Hochwasser beiträgt. Dieser Anteil kann zwischen 10% und 60% liegen und damit entscheiden, ob ein Hochwasser wirklich gefährlich wird oder nicht (Abbildung 1). Die große Bodenfeuchte war einer der Gründe, warum das Hochwasser 2002 so extrem ausfiel [1]. Eine Schneedecke im Gebiet kann die Bodenfeuchte zusätzlich erhöhen. Niederschläge, die an sich nicht außergewöhnlich sind, können dann zu großen Hochwässern führen, wie im März 2006 an der March.

Sehr geehrter Besucher, wir laden Sie herzlich ein, Ihre Meinung, Kritik und/oder auch Fragen in einer Mailnachricht an uns zu deponieren. Gültigen Absendern werden wir zügig antworten.

Inhalt abgleichen