Transcript Tutorium_Sitzung_6

Tutorium
Physische Geographie
Sitzung 6
Mittwoch 15.45- 17.15 Uhr
Claudia Weitnauer
1
HydrologieÜbungsfragen
Bearbeitungszeit: ca. 30
Minuten
Danach: Besprechung
2
Hydrologie- Übungsfragen
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Wie groß ist der Anteil des Süßwassers an den
Wasservorräten der Erde?
Welche vier wesentlichen Größen beschreiben
die Wasserbilanzgleichung?
Welche Aggregatszustände des Wassers kennen
Sie?
Ist der Niederschlag größer als die
Verdunstung, so handelt es sich um … Gebiete?
Erklären Sie in Stichworten die
Niederschlagsbildung.
Was sind die Isohyeten? Isohyeten sind die
Linien gleicher Niederschlagshöhen
3
Hydrologie- Übungsfragen
7.
8.
9.
Erklären Sie den Unterschied
zwischen Transpiration und der
Evapotranspiration
Was ist der Firn?
In welchen geographischen Breiten
ist mit den größten
Verdunstungswerten zu rechnen?
Begründen Sie!
4
Zusammenhang zwischen Energieund Wasserbilanz
Hydrologische Energiebilanz der Landflächen:
Q=W+L+B
Q= Strahlungsbilanz
W= Strom fühlbarer Wärme
L= Strom latenter Wärme (L=V*εV)
B= Wärmestrom im Boden (oder Wasser, nicht
strömend)
1.
Hydrologische Energiebilanz der Meeresflächen
Q+MW= W+L+B
MW= Wärmetransport im Meer (v.a.
Wärmetransport mit Meeresströmungen)
2.
5
Zusammenhang zwischen Energie- und
Wasserbilanz
Wasserbilanz: N= V+A
Energetische Wasserbilanz:
N*εV= V*εV+ A*εV
(εV= Verdunstungsenthalpie)
N*εV: latente Niederschlagswärme
V*εV: latente Verdunstungswärme
A*εV: latente Abflusswärme
NS- Wärmequotient: N*εV/Q
Verdunstungswärmequotient: V*εV/Q
Abflusswärmequotient: A*εV/Q
Strahlungstrockenheitsindex: Q/ N*εV
(= inverser NS- wärmequotient )
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Zusammenhang zwischen Energie- und
Wasserbilanz
V/N = V*εV/ N*εV= V*εV/Q * Q/ N*εV
Verdunstungsverhältnis proportional zum
Strahlungstrockenheitsindex
Gemeinsamer Term in energetischer Wasserbilanz und
Energiebilanz:
Strom latenter Wärme: L= V*εV
V*εV= N*εV - A*εV = Q- W = L
Klimatonomie- Gleichung nach Lettau:
Q/ N*εV = (1 – A/N) * (1 + W/L)
Strahlungstrockenheitsindex hängt ab von Abflussverhältnis
(zum NS) und Bowen- Verhältnis (Verhältnis von sensibler
zu latenter Wärme)
7
Der Abfluss

Def.: Unter dem Abfluss versteht
man in der Hydrologie das
Wasservolumen, das pro Zeiteinheit
einen definierten oberirdischen
Fließquerschnitt (Abflussquerschnitt)
durchfließt.
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Abflussspende: Die Abflussspende wird zum Vergleich von
Einzugsgebieten ermittelt.
Sie ist der Quotient aus dem Abfluss und dem zugehörigen
Einzugsgebiet.
Abflussverhältnis: Anteil des Niederschlags, der dem Abfluss
zugeführt wird.
Globales Abflussverhältnis: 0,36
Globales Verdunstungsverhältnis: 0,64
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Hauptwerte des Abfluss
Abkürzung
Q
W
MQ
MW
MHQ
MHW
HHQ
HHW
(M)NQ
MNW
NNQ
NNW
Bezeichnung
Abfluss
Wasserstand
mittlerer Abfluss, z.B. über 1 Jahr
mittlerer Wasserstand
mittlerer Hochwasserabfluss
mittlerer Hochwasserstand
höchster jemals gemessener Hochwasserabfluss
höchster jemals gemessener Hochwasserstand
(mittlerer) Niedrigwasserabfluss
mittlerer Niedrigwasserstand
niedrigster jemals gemessener
Niedrigwasserabfluss
niedrigster jemals gemessener
Niedrigwasserstand
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Der Abflussprozess
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Begriffe:





Stromlinien: Linien, die überall tangential zu
den örtlichen Geschwindigkeitsvektoren
verlaufen.
Bahnlinien: Linien, die zeigen, wo das Wasser
längs fließt, konstruiert aus den Stromlinien.
turbulent: Betrag und Richtung der
Geschwindigkeitsvektoren ändern sich ständig
laminar: Betrag und Richtung der
Geschwindigkeitsvektoren bleibt gleich
Bewegungszustand für eine
Gerinneströmung bezogen auf den Abfluss
Q(t):
stationär: Wassergehalt ändert sich während
des Bewegungsablaufes nicht
instationär: ständige Wassergehaltsänderungen,
ausgleichende Wasserbewegungen zur
Wiederherstellung des Potentialgleichgewichts. 12
Laminares und turbulentes Strömen

Bei der laminaren Strömung nimmt
die Geschwindigkeit der
Flüssigkeitsschichten von der Wand
bis zur Achse des Rohres hin
kontinuierlich zu. Steigt die
Geschwindigkeit der Strömung an,
beginnen sich die
Flüssigkeitsschichten zu verwirbeln
und es entsteht eine turbulente
Strömung.
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Weitere Begriffe:



Oberflächenabfluss, oberirdischer Abfluss QO,
(engl. surface runoff) [m³/s]:
• Teil des Abflusses, der dem Vorfluter als
Reaktion auf ein auslösendes Ereignis
(Niederschlag oder Schneeschmelze) über die
Bodenoberfläche unmittelbar zugeflossen ist.
Zwischenabfluss Q Interflow (engl. interflow)
[m³/s]:
• Teil des Abflusses, der dem Vorfluter als
Reaktion auf ein auslösendes Ereignis
(Niederschlag oder Schneeschmelze) aus den
oberflächennahen Bodenschichten zugeflossen
ist.
Direktabfluss QD = QO + Q Interflow (engl.
direct runoff)
14

Basisabfluss QI (engl. base flow) [m³/s]:
• auch Teil des Abflusses, der nicht Direktabfluss ist.
Grundwasserbürtiger Abfluss (engl. groundwater
outflow) ist der Basisabfluss, der dem Vorfluter aus dem
Grundwasser zugeflossen ist.

Trockenwasserabfluss QT (engl. dry weather
flow) [m³/s]:
• Abfluss nach einer längeren Zeitspanne ohne
Effektivniederschlag, der nur aus grundwasserbürtigem
Abfluss besteht. Trockenwetterganglinie (engl. dry
weather flow hydrograph) ist die Ganglinie des QT.
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Abflussregime
Der charakteristische mittlere
Jahresgang des Abflusses eines
Fließgewässers wird Abflussregime
genannt.
Das Abflussregime ist durch die
klimatologischen, geologischen,
pedologischen, geomorphologischen,
vegetativen und anthropogenen
Umweltfaktoren des betrachteten
Einzugsgebietes bedingt. Die einzelnen
Faktoren sind häufig miteinander
gekoppelt.
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Die Regimeklassifikation nach Pardé (1933)
basiert auf:
der Speisungsart der Flüsse
pluvial (durch Regen gespeist)
nival (durch Schnee)
glazial (durch Gletscher)
Kombinationen z.B. nivo-pluvial, pluvio-nival,
nivo-glazial
 der Anzahl der Abflussminima und maxima
 dem Schwankungskoeffizienten der
monatlichen Abflüsse: SK=MQ
Monat/MQ Jahr

•
•
•
•
18
Es wird unterschieden zwischen:



Einfachen Regimen: pluvial oder
nival oder glazial gespeist
Original-komplexen Regimen:
zwei oder selten drei Peaks, deren
Ursache noch erkennbar sind
Komplexen Regimen im
eigentlichen Sinn: im Flussverlauf
wechselnde komplexe Regime.
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Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit!
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