ProMoS

Gerade in (vor)alpinen Einzugsgebieten kann das Abflussgeschehen und damit auch die Entstehung von Hochwasserereignissen maßgeblich durch Schneeschmelzereignisse beeinflusst werden. In solchen Regionen ist es notwendig, die schneehydrologischen Prozesse Schneeakkumulation und -schmelze hinreichend genau im hydrologischen Modell abzubilden.
Bis 2014 standen hierfür im hydrologischen Modell WaSiM (Schulla 1997) ausschließlich konzeptionelle Ansätze zur Verfügung, wie beispielsweise das Temperatur-Index-Verfahren (inkl. Modifikationen) zur Ermittlung der Schmelzrate oder temperaturabhängige Speicheransätze zur Abbildung der Schneeakkumulation. Beides stellt im Wesentlichen eine Parametrisierung auf Grundlage des fühlbaren Wärmestroms und damit primär in Abhängigkeit der geodätischen Höhe dar, weshalb die Simulation des Abflussgeschehens vor allem für das Frühjahr häufig Probleme bereitete. 2014 wurde die Simulation der Schneeprozesse in WaSiM durch die Implementierung der Energiebilanzmethode deutlich verbessert (Warscher et al. 2013, Released 09/2014).
Gleichzeitig wird neben dem Schmelz- auch das Akkumulationsverhalten von Schnee zusätzlich zur geodätischen Höhe bzw. Lufttemperatur durch weitere regionale Parameter beeinflusst. Zu diesen zählen Topographie und Landnutzung durch Schneeinterzeption, welche gegenüber Regeninterzeption deutlich höher einzuschätzen ist. Damit ergeben sich für das ProMoS-Forschungsvorhaben folgende Weiterentwicklungspotentiale für WaSiM:

• Weiterentwicklung der Energiebilanzmethode durch Berücksichtigung der landnutzungsbedingten Abschattungseffekte (v.a. Wälder), welche einen beträchtlichen Einfluss auf die Strahlung, Temperatur, Luftfeuchte und damit auf die gesamte Energiebilanz der Schneedecke haben.

• Weiterentwicklung des Schneeakkumulationsmoduls durch Berücksichtigung der Topographie und einer landnutzungsabhängigen Schneeinterzeption.

Um das hierfür erforderliche Prozessverständnis zu gewinnen, ist eine messtechnische Analyse der schneehydrologischen Prozesse inklusive deren regionalen Abhängigkeiten erforderlich. Daher wird im Rahmen des Entwicklungsvorhabens eine geeignete Messstrategie entwickelt, um darauf aufbauend Messsysteme für das Monitoring relevanter Parameter wie Schneedicke, fester Niederschlag und weitere meteorologische Eingangsgrößen in repräsentativen Untersuchungsgebieten zu installieren. Die hierbei gewonnenen Messdaten dienen weiterhin der Verifizierung der entwickelten Teilmodelle. Anschließend sind die im Wasserhaushaltsmodell implementierten Ansätze an Hand repräsentativer Beispielgebiete, für die entsprechende Raumdaten und Zeitreihen – insbesondere Schneedaten – vorliegen, zu validieren.

 

Auftraggeber: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz  
Projektbeginn: 01.08.2015
Projektende: 31.12.2018  
Projektleitung: Dipl.-Ing. Matthias Kopp, Prof. Dr.-Ing. Markus Disse
Projektbearbeitung: Dipl.-Ing. Matthias Kopp (matthias.kopp@tum.de)