Description: Der stetig wachsende Bedarf an Wasser sowie die sich ändernden klimatischen Verhältnisse führen zu einem zunehmenden Druck auf die Oberflächen- und Grundwasserressourcen. Ein präziseres Verständnis zu den Wechselwirkungen und den Rückkopplungsmechanismen in hydrologischen Systemen ist für das Management von Wasserressourcen in Bezug auf deren Quantität und Qualität von entscheidender Bedeutung. Aus diesem Grund ist ein integrierter Ansatz zur gekoppelten Modellierung der unterschiedlichen Kompartimente erforderlich, mit dem die Wechselwirkungen zwischen Oberflächen- und Grundwasser bewertet und die Auswirkungen künftiger Änderungen der Bewirtschaftungs- und Klimabedingungen vorhergesagt werden können. Die Erfassung und Quantifizierung der Austauschpfade und -prozesse in den hydrologischen Systemen ist jedoch aufgrund kleinräumiger Heterogenitäten und der Integration vielskaliger Messungen eine große Herausforderung. Das Ziel dieser Studie ist es, ein besseres Verständnis dafür zu erlangen, wie in Auengebiete der Wassertransport vom Niederschlag zum Vorfluter auf der Skala des Einzugsgebietes gesteuert wird. Zu diesem Zweck sollen bestehende Monitoring Plattformen aus den Einzugsgebieten Stettbach, Wüstebach und Rollesbroich genutzt werden, um so hydrologische Beobachtungen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung zu erfassen, die zur Validierung des integrierten vollständig gekoppelten ParFlow-CLM-Modells Anwendung finden. Darüber hinaus werden die generierten Datensätze zu Bodenfeuchte und -temperatur, Abfluss, Evapotranspiration und Grundwasserstand für eine Sensitivitätsanalyse genutzt, um so relevante von weniger relevanten Parametern zu trennen. Diese Informationen können dann verwendet werden, um das Upscaling des Modells zu unterstützen. Darüber hinaus ermöglicht der Vergleich der drei Einzugsgebiete eine Analyse der Kontrollfaktoren auf die hydrologischen Prozesse unter verschiedenen Umweltbedingungen, wie zum Beispiel Landnutzung, Geologie, Bodenhydraulikeigenschaften und Klimabedingungen. Durch Kombination der unterschiedlichen erhobenen hydraulischen, bodenmechanischen und Wetterdaten kann dann die Dynamik in den Interaktionen der unterschiedlichen Kompartimente auf verschiedenen Zeitskalen (Ereignisskala, saisonale Skala und jährliche Skala) untersucht werden.
Types:
SupportProgram
Tags:
Evapotranspiration
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Wetterdaten
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Flächennutzung
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Geologie
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Einzugsgebiet
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Grundwasserleiter
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Grundwasserstand
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Grundwasservorkommen
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Hydrochemie
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Hydrogeologie
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Limnologie
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Sensitivitätsanalyse
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Siedlungswasserwirtschaft
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Studie
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Vergleichsanalyse
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Wassermengenwirtschaft
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Auenlandschaft
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Bodenfeuchte
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Grundwasser
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Modellierung
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Hydrologie
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Niederschlag
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Standortbedingung
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Wasserbedarf
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Integrated Water Resources Management
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Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
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Urban Water Management
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Water Chemistry
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Region:
Hessen
Hessen
Bounding boxes:
7.7724673° .. 10.236414199999999° x 49.3952716° .. 51.6577889°
7.774300801225513° .. 10.23551940486976° x 49.394822919765986° .. 51.65678236674997°
License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Forschungszentrum Jülich (Mitwirkung)
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Technische Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Geowissenschaften (Mitwirkung)
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Technische Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Geomaterialwissenschaft (Mitwirkung)
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Technische Universität Darmstadt, Institut für Angewandte Geowissenschaften, Fachgebiet Hydrogeologie (Projektverantwortung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
Last harvest: 30.10.2026 06:49
Time ranges:
2021-01-01 - 2026-10-29
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Investigation of hillslope-riparian-stream interactions: Monitoring, Modelling and Sensitivity analysis
Description: Ever growing water demands and changing climatic conditions cause increasing pressure on surface water and groundwater resources. A rigorous quantitative understanding of the interactions and feedback mechanisms in the hydrological system is therefore essential for water management and water rights, nutrient loading from aquifers to streams, instream flow requirements for aquatic species, and the ecosystems that depend on them. This has created a need for an integrated coupled water flux modeling approach that can assess the surface water and groundwater interactions, as well as predict the impact of future changes in management and climate conditions. However, the investigation and quantification of the exchange processes and pathways in the hydrological systems are still a major challenge due to heterogeneities and the problem of integrating measurements at various scales. The general goal of this study is to obtain a better understanding how the riparian zone controls the transport of water from precipitation to the stream at the catchment scale. To this end, the existing interdisciplinary monitoring platforms, i.e. our Stettbach catchment, and the Wüstbach and Rollesbroich catchments of the TERENO project (www.tereno.net), that will provide us with high spatial and temporal resolution hydrological observations for the validation of the integrated fully coupled ParFlow-CLM model. In addition, the observed data set (i.e. soil water content and temperature, discharge, evapotranspiration, and water table depth) is essential for the sensitivity analysis, which is a critical approach to efficient separating these important parameters from the less sensitive ones. This information can be used to support and complement a model upscaling process by providing insights on how variations in the uncertain parameters. Furthermore, the comparison of the three catchments enables us to analyze the controlling factors of the hydrological processes across diverse environmental conditions (i.e. in terms of riparian zone, land use, geology, soil hydraulic properties, and climate conditions). Consequently, the processes that control hillslope-riparian-stream interactions will be investigated at different time scales (i.e. event scale, seasonal scale, and annual scale). More specifically, we will investigate the runoff generation processes by combining hydrometric measurements (e.g. discharge at different locations, groundwater levers and soil water distributions) and discriminate between different dominating processes. In addition, the transition between the hillslopes and riparian zone that controls both the dynamics of riparian saturation and streamflow generation, as well as the shallow groundwater response to subsurface stormflow and streamflow during rainfall events will be studied.
URL: https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1138975
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