Abschlussbericht des Graduiertenkollegs (pdf) - Zentrum für ...

9.2.1 Standortdifferenzierte Abschätzung von Versickerungsraten für Einzugsgebiete mittlerer
Größe in Hessen als Beitrag zur Ermittlung von Stofffrachten aus dem Boden
Bearbeiterin: Dipl.-Geogr. Anna Mense-Stefan
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. J. Preuß
Ziel der Untersuchung ist die Berechnung von Versickerungsraten bis zur Untergrenze des Wurzelraums
für mittlere bis große Einzugsgebiete für das Bundeslandes Hessen, um die lokal verfügbare potentielle
Lösungsmittelmenge abschätzen und flächenhaft darstellen zu können. Danach wird eine vergleichende
Bewertung von Rüstungsaltstandorten vorgenommen.
Grundlage der Berechnung sind standortdifferenzierte langfristige Wasserhaushaltsbilanzen. Der neue Ansatz
liegt darin, die Versickerung auf der Grundlage eines konzeptionellen geoökologischen Modells für einen
Raum mittlerer Größe (20.000 km 2 ) zu berechnen.
Nach der Aufarbeitung der theoretischen Grundlagen wurde ein konzeptionelles Modell entwickelt, mit
dem die Versickerung an der Untergrenze des Wurzelraums berechnet wird. Die zur Charakterisierung des
standorttypischen Wasserhaushaltes erforderlichen Daten, die in die Modellierung eingehen, wurden von
Hessischen Landesämtern sowie dem Deutschen Wetterdienst (DWD) beschafft. Satelliten- und Luftbilder
wurden von verschiedenen Stellen erworben. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurden diese Daten so aufbereitet,
dass sie in die flächenbezogene Berechnung der Versickerungsraten einbezogen werden können. Die
Aufbereitung und Analyse der Daten umfasste dabei die folgenden Schritte.
Ein Schwerpunkt der Arbeit liegt auf dem Einfluss unterschiedlicher Oberflächenbedeckung auf den
Versickerungsprozess. Aus diesem Grund wurde die Oberflächenbedeckung Hessens anhand digitaler
Satellitenbild- und Luftbildauswertungen ermittelt. Als weitere wesentliche Datengrundlage wurde ein
digitales Höhenmodell des Hessischen Landesvermessungsamtes verwendet. Aus diesem wurden die Einzugsgebiete
mittlerer Größe sowie Hangneigungs- und Expositionskarten abgeleitet. Diese Daten wurden
in einem nächsten Schritt zu einer höhenabhängigen Regionalisierung der Klimadaten verwendet. Dabei
handelt es sich um Daten zur Temperatur und relative Luftfeuchte um 14 Uhr (DIN 19685), die an allen
Klimastationen des DWD gemessen werden. Sie wurden mit dem statistischen Verfahren multipler Regressionen
zu Flächendaten aufbereitet und in die Berechnung der potentiellen Evapotranspiration nach
dem Ansatz von HAUDE eingebracht. Bei Waldbeständen wurden zusätzlich die Interzeptionsraten für
Waldgebiete berechnet. Sie wurden anhand der Niederschlagsverteilung, die in Form von aufbereiteten
Flächendaten des DWD vorliegt, und der Oberflächenbedeckung abgeschätzt.
Das Hessische Landesamt für Bodenforschung (HLfB) stellt für die Modellierung digitale Bodendaten Gesamthessens
mit Angaben zu Bodenart, Lagerungsdichte, Humus- und Steingehalt sowie zur nutzbaren
Feldkapazität im durchwurzelbaren Raum zur Verfügung. Alle diese Teilergebnisse und Datensätze werden
in ein Geographisches Informationssystem eingebunden und untereinander über Verknüpfungsregeln in Beziehung
gesetzt. Das Endergebnis ist eine digitale Karte der Versickerungsraten in Hessen. Diese soll bei
der Bewertung von kontaminierten Standorten zur Beurteilung der relativen potentiellen Schadstofffracht
herangezogen werden.
9.3 Sedimentologie, Geochemie
Univ.-Prof. Dr. R. Gaupp, Univ.-Prof. Dr. R. Oberhänsli und Mitarbeiter (Institut für Geowissenschaften)
9.3.1 Mobilität von Seltenen-Erd-Elementen (SEE) und deren Fixierung in Karbonatphasen
Bearbeiter: Dr. Thomas Deutrich, Dipl.-Geol. Berndt Hartmann
Hauptbetreuer: Univ.-Prof. Dr. R. Gaupp
78