Schneeressourcen und Vorhersage von hydrologischer Trockenheit in alpinen Bächen

SREP-DROUGHT (Sep 2014 - Aug 2017) befasst sich mit der Untersuchung der Abhängigkeit der Sommer-Niedrigwasser und Sommer-Trockenzeiten durch die Winterschneedecke in den drei Einzugsgebieten Alpbach (Voralpen, Zentralschweiz), Kamenice (Isergebirge, Nordböhmen), und Gudjaretis-Tskali (Kleiner Kaukasus, Zentralgeorgien). Zwei GIS-basierte Niederschlags-Abfluss-Modelle werden eine mehr als 10-jährige Abflussreihe simulieren.

Input Variablen für die Modelle sind Messdaten von Niederschlag und Schneefall sowie weitere meteorologische Parameter. Ausserdem werden lokale Rauminformationen (Geländehöhe, Landbedeckung, Bodenkennwerte) und Kenntnisse der dominanten hydrologischen Prozesse integriert. Zu diesen Prozessen gehören in unseren ausgewählten Einzugsgebieten insbesondere Schneeakkumulation und –ablation (Schneeschmelze), Verdunstung, Grundwasserneubildung, Grundwasserspeicherung bis zum Sommerabfluss.

Im Rahmen des Projekts sollen die Modelle hinsichtlich ihrer Verwendung für die Niedrigwasser-Prognosen verbessert werden. In diesem Zusammenhang ist vor allem die Untersuchung der beteiligten Abflussprozesse bedeutend, um die Kenntnisse über den quantitativen Beitrag der verschiedenen Abflusskomponenten (Niederschlag, Schneeschmelze, Grundwasser) zu verbessern. Aus diesem Grund wird ein Messnetz für die Analyse von stabilen Wasserisotopen ¹⁸O und ²H in den Einzugsgebieten aufgebaut, welche die Quantifizierung der abflussbeitragenden Komponenten ermöglicht.

Die gewonnenen Erkenntnisse tragen damit zur Verbesserung von Abflusssimulationen in schneedominierten Einzugsgebieten bei. Dieses Vorgehen wird jeweils in zwei unterschiedlichen Massstäbsebenen (kleines Einzugsgebiet: 1 – 2 km²; und grosses Einzugsgebiet: 100 – 200 km²) in allen drei Einzugsgebieten getestet. Die Resultate werden die Möglichkeiten der GIS-basierten Niederschlag-Abfluss-Modelle verbessern, ihr Weiterentwicklungspotential durch den Einsatz in unterschiedlichen Einzugsgebieten erörtern und erlauben, die Niedrigwasserperioden und Trockenheit in verschiedenen europäischen Gebirgszonen besser vorherzusagen.