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Karten der Grundwasserneubildungsraten (GNB)

GNB 1994/95

GNB 1995/96

GNB 1994 - 2004

Auswertung

Ruft man sich noch einmal die räumliche Verteilung der Sickerwasserhöhe in Erinnerung, so ist festzuhalten, dass sich das Raster sehr stark nach den klimatologischen Eingangsparametern des TUB-BGR-Verfahrens richtet. Ebenso wie bei den Niederschlags- und Verdunstungsverteilungen, ist der Linseneffekt des Interpolationsverfahren (IDW) vorherrschend, Strukturen des Reliefs, hervorgerufen durch den Verdunstungskorekurfaktor (GOLF), sind nur andeutungsweise zu erkennen.

Durch das Hinzuziehen von Untergrund- und Geländeinformationen, die in der Bestimmung des Direktabflussindexes zu tragen gekommen sind, ändert sich nun auch räumliche Verteilung Grundwasserneubildungsraten.

Zwar befinden sich die Maximalraten der Grundwasserneubildung immer noch niederschlagsbedingt nahe der Klimastation Weiskirchen, Relief und Untergrund spiegeln sich jedoch deutlich in der räumlichen Verteilung wider. Gebiete mit Grundwasserflurabstand < 20 dm, haben wasserstauenden Charakter und führen zu einem erhöhten Direktabfluss und zu niedrigen Grundwasserneubildungsraten. Talauen und Flussläufe heben sich somit von ihrer Umgebung mit niedriger Grundwasserstufe ab, wo der Niederschlag besser ins Bodenreich eindringen kann. Eine besonders klare Differenzierung der Geologie zeigt sich durch den Wechsel von Taunusquarzit und den Schiefern des Devons im Norden des Bearbeitungs-gebiets. Mit einem Direktabflussindex von 0,3 ist der Taunusquarzit fast doppelt so durch-lässig wie die Gedinne- und Hunsrückschiefer, deren RDi einen Wert von 0,57 besitzt. Der Mittlere Bundsandstein,  liefert als bester Grundwasserleiter mit dem niedrigsten RDi gute Grundwasserneubildungsraten, ist  jedoch nur spärlich im Untersuchungsraum vertreten. Weitaus großflächiger verteilt sind quartäre Terrassen und Hangschutte (RDi = 0,39), die jedoch nicht zuletzt wegen ihrer Nähe zur Klimastation Weiskirchen, die ergiebigsten Areale der Grundwasserneubildung sind.

Fazit

Die räumliche Analyse der Grundwasserneubildungsrate liefert sowohl bei der Betrachtung einzelner Jahre, als auch der gesamten Zeitreihe, zufrieden stellende Ergebnisse. Es lassen sich sehr gut Gebiete unterscheiden, die mehr oder weniger zur Grundwasserneubildung beitragen. Die Niederschlagsverteilung stellt dabei naturgemäß den wichtigsten Dateninput, so dass in Arealen mit den höchsten Niederschlagsmengen i.d.R. auch die größten Grund-wasserneubildungsraten zu erwarten sind. Doch erst die Berücksichtigung von Relief, Landnutzung, Grundwasserflurabstand, Boden und Geologie, ermöglicht die eigentliche Regionalisierung, die ein Einzugsgebiet in seine unterschiedliche Grundwasserneubildungs-areale differenziert. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass mit abnehmender jährlicher Niederschlagsmenge diese Parameter an Bedeutung verlieren und die Grundwasserneubildung verstärkt durch die Niederschlagsverteilung gesteuert wird.

Die langjährige quantitative, flächendeckende Analyse der Grundwasserneubildung unter Verwendung des TUB-BGR-Verfahrens zu Berechnung der Sickerwasserrate aus dem Boden, kombiniert mit dem Direktabfluss und dem Einsatz einer satellitengestützten Landschafts-klassifizierung liefert gute, hochaufgelöste (30 x 30m²) flächendifferenzierte Grundwasserneubildungsraten.

Sind die Bodenparameter, die als Konstanten in die Berechnungen einfließen, dokumentiert und abgespeichert, kann unter Verwendung einer geeigneten GIS-Software eine Analyse durchgeführt werden,  die es erlaubt, auch längere Zeiträume relativ schnell zu untersuchen.

Die Schwäche dieses Verfahrens besteht allerdings in der zeit- und datenaufwendigen Erarbeitung dieser Konstanten. Nicht zuletzt die uneinheitliche, und teilweise lückenhafte, Datenmenge stellen den Bearbeiter vor einige Hindernisse. So nahm z.B. die Vervollständigung des Höhenmodells ganze 3 Wochen in Anspruch, da die nicht erfassten Gebiete in Rheinland-Pfalz zunächst digitalisiert werden mussten. Größtes Problem sind jedoch die Bodenparameter, die im SAAR-BIS durch die BÜK 25 zwar ausreichend dokumentiert sind, jedoch bei weitem noch nicht bundesweit flächendeckend zur Verfügung stehen, wie es auch hier im rheinland-pfälzischen Gebiet des Untersuchungsraum der Falle ist. Der unzureichend attributisierte Objektkatalog der BÜK 200 konnte nur durch Umwege über Verknüpfungsregeln der Methodendokumentation Bodenkunde und Gewichtungsmethoden aufbereitet werden. Dieser Tatbestand sollte bei der Betrachtung der Ergebnisse immer berücksichtigt werden.

Eine Verbesserung der klimatischen Gebietsparameter Niederschlag und Verdunstung würde die Resultate ebenfalls aufwerten. Die natürliche Niederschlagsverteilung mit einer regionalen Abnahme von Nord nach Süd und West nach Ost konnte mit dieser Datengrundlage nicht nachsimuliert werden, da die in Frage kommenden Klimastationen das Bearbeitungsgebiet nur unzureichend abdecken und die Station Weiskirchen im Zentrum des Untersuchungs-raumes standortbedingt ein stetiges Niederschlagmaximum gegenüber den Nachbarstationen aufweist. Die Verwendung von Niederschlags –und Verdunstungshöhen nach der FAO-Gras-referenzverdunstung, erforderte jedoch das Vorhandensein von Temperatur- und Nieder-schlagsdaten pro Station und Zeitraum. Diese Kriterien konnten seitens des DWD´s nur die verwendeten Stationen erfüllen. Unterschiedlich verteilte Niederschlags- und Temperaturmesspunkte hätten Niederschlags- und Verdunstungsraster zur Folge, die sich nicht in Beziehung zueinander hätten setzen lassen können.