Ein hydrologisches Modellsystem auf Basis dominanter Prozesse

01.09.2011 - 31.12.2015
Forschungsförderungsprojekt
Unterschiedliche hydrologische Rahmenbedingungen werden üblicherweise bei der Modellbildung durch Anpassung der Modellparameter beschrieben. Die Modellstruktur bleibt dabei unverändert. Im Gegensatz geht das vorliegende Projekt von der Hypothese aus, dass spezifische Modellstrukturen notwendig sind, um die je nach Situation und Skale in weitem Bereich differierenden hydrologischen Prozesse zu beschreiben. Der generelle Ansatz des Projektes beruht auf dem Konzept der dominanten Prozesse. Die maßgebenden Prozesse werden über eine Kombination zweier verschieden gerichteter Ansätze identifiziert, zum Einen über eine Klassifizierung der Prozesse nach ihren wesentlichen Einflussfaktoren auf Basis des „Downward Approach“, zum Anderen über Simulationen auf Basis von Prozessmodellierungen für vordefinierte Bedingungen („Upward Approach“). Über geeignete Klassifizierungen wird eine „Abbildung“ der Landschaftsstrukturen auf entsprechende Modellstrukturen gesucht. Die Untersuchungen berücksichtigen dabei die Hierarchie der räumlichen Skalen, wobei davon ausgegangen wird, dass die Haupt-Einflussfaktoren auf der größten Skalen-Ebene zum Ausdruck kommen. Über die Zuordnung von hydrologischen Signaturen wie etwa der Saisonalität des Abflusses etc. zu diesen Kontrollfaktoren wird die geeignete Modellstruktur identifiziert. Die Methode wird für drei Regionen mit starken hydrologischen Gradienten entwickelt und getestet. Zwei der Regionen liegen in Peru, wo der Jahresniederschlag zwischen einigen wenigen Millimetern in den Wüstengegenden und mehr als 4000 mm betragen kann. Die dritte Region befindet sich in Österreich mit einer Variation des Niederschlags von 400 mm/a im Osten bis zu 3000 mm/a am Nordrand der Alpen. Landformen, Geologie und Bodenverhältnisse variieren ebenso über einen weiten Bereich in diesen Regionen. Das Projekt betritt Neuland in dreifacher Hinsicht: mit der Identifikation einer Hierarchie der die Prozesse bestimmenden dominanten Einflussfaktoren auf der Basis der Idee einer Ko-Evolution von Böden, Vegetation und Landschaften; mit der Einbeziehung von Methoden der „Comparative Hydrology“ zur Aufdeckung von Unterschieden in den verschiedenen Landschaftsteilen und einer Abbildung dieser Unterschiede in den Modellstrukturen; mit der Entwicklung einer Vorgangsweise zur Definition der Modellstruktur in Relation zu den je dominanten Prozessmerkmalen. Von dem neuen prozess-orientierten Modellierungskonzept wird erwartet, dass es zu einer Verbesserung des Verständnisses über die Wasserbilanzen unterschiedlicher Landschaften unter heutigen, aber auch unter veränderten Klimabedingungen beitragen kann.

Personen

Projektleiter_in

Institut

Förderungsmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Energy and Environment

Schlagwörter

DeutschEnglisch
Hochwasserflood
Simulationsimulation