3.7 Übung 7: Landnutzung
Die Landnutzung und die Vegetation haben erheblichen Einfluss auf die Abflussbildung. Von ihr hängen Versickerung, Wurzeltiefe, Interzeption, Bedeckungsgrad, Rauhigkeit und Albedo ab. Ziel dieser Übung ist die Untersuchung des Einflusses verschiedener Landnutzungen (geschlossene Bebauung, Acker, Wald und Moor) auf die Wasserhaushaltsgrößen, v.a. den Abfluss. Für die Rechnung wird angenommen, dass die gesamte Fläche eine einzige Landnutzungsart aufweist, z.B. nur Wald.
Öffnen Sie die Datei EFL.DBF unter D:\NA-Modell_ArcEGMO\GIS. 
Fügen Sie neben der Spalte LNTZ_ID vier neue Spalten ein. Benennen Sie diese nach den verschiedenen Landnutzungen, z.B. BEB_ID, ACKER_ID, WALD_ID, MOOR_ID. Tragen Sie in jede Spalte/Zeile die entsprechende Zahl der LNTZ_ID ein (diese finden Sie in der LNTZ.TAB unter D:\NA-Modell_ArcEGMO\GIS\Ascii.rel), z.B. für geschlossene Bebauung die Zahl 1 in jede Zeile der Spalte BEB_ID in der EFL.DBF. Für die Landnutzung Wald kann beliebig gewählt werden zwischen: Laubwald, Nadelwald, Mischwald oder Aufforstung. Speichern Sie die EFL.DBF. Unter D:\NA-Modell_ArcEGMO\GIS\Describe finden Sie die dazugehörige Datei EFL.SDF. Ändern Sie hier für jede Rechnung in "Attribut-Tabelle" die Nutzung und speichern Sie die Datei. Es muss der Name (gleicher Name wie in den Spalten der EFL.DBF) der jeweiligen Landnutzung eingetragen werden, z.B. WALD_ID: EFL.SDF.
Ändern Sie für jede Rechnung in der arc_egmo.ste den Namen der Berechnungsvariante und speichern Sie diese Datei . Führen Sie die Rechnung durch. Erläutern Sie anhand eines Diagramms die unterschiedlichen Abflussganglinien für die verschiedenen Landnutzungen. Ziehen Sie gegebenenfalls die anderen Wasserhaushaltsgrößen für Ihre Interpretation hinzu. Vergleichen Sie die Bilanzierung Modellebene ABI (in arc_egmo.txt) für die verschiedenen Landnutzungen miteinander. Wieso unterscheidet sich die Verlaufskurve von Moor so stark von der Verlaufskurve bei Bebauung oder Acker? Stellen Sie das Basisszenario wieder her.
Tabelle 7-1: Verwendete Beispiele
| ID |
Landnutzung |
Zahl der Landnutzung |
| BEBAU_ID |
geschlossene Bebauung |
1 |
| ACKER_ID |
Acker |
4 |
| WALD_ID |
Laubwald |
8 |
| MOOR_ID |
Moor |
13 |
Abbildung 7‑1: Darstellung des Gesamtabflusses unterschiedlicher Landnutzungen
Beobachtung:
- wie aus Abbildung 7‑1 ersichtlich, ist QC bei der geschlossenen Bebauung am größten
- Acker und Wald sind beides Landnutzungen mit hohen Zehrungen über die Vegetation, Wurzeltiefe und Intensität der Bewirtschaftung
- Sie besitzen also ähnliche Eigenschaften, was wiederum die gleichverlaufende Ganglinien erklärt
- QC ist bei diesen Landnutzungen eher gering und jahreszeitlich variabel
- in den Monaten Mitte Juni bis Oktober sind beide Ganglinien sehr gering
- Bei Moor liegt die Ganglinie über ein Jahr vergleichsweise konstant, ihr Maximum ist 0,9 m³/s und ihr Minimum ist 0,6 m³/s
Erklärung:
- bei geschlossener Bebauung kann der NS sehr schnell abfließen
- aufgrund versiegelter Flächen kann Wasser nicht versickern und nur gering verdunsten
- NS kann so schnell abfließen, was sich in der extrem schwankenden und hohen Ganglinienform im Gegensatz zu den anderen Landnutzungsarten widerspiegelt
- bei Acker und Wald verdunstet ein großer Teil des NS, das restliche Wasser infiltriert fast vollständig in den Boden, somit kann weniger Wasser oberirdisch abfließen, damit auch geringere QC
- Moore haben eine hohe Speicher‑ und Aufnahmekapazität von Wasser, aufgrund dieser Fähigkeit schränken die Moore einen schnellen Abfluss des Wassers ein, dies zeigt sich in der konstanten Ganglinie
- Allerdings sollte man beachten, dass sich Moore nur in Niederungen, die meist Grundwasseranschluss haben, entwickeln
- Sie sind daher meist reine Zehrgebiete und die hier dargestellt hohe Abflussbildung ungewöhnlich
Die hier getroffenen Annahmen der Moorvegetation im gesamten Modellgebiet (also auch auf Hang‑ und Hochflächen die keinen Grundwasseranschluss haben) entspricht also nicht der Realität
Abbildung 7‑2: Vergleich der Bilanzierungen der Modellebene ABI bei unterschiedlichen Landnutzungen
Beobachtung:
- Die Bilanzierungen der Wasserhaushaltsgrößen der unterschiedlichen Landnutzungen spiegeln die oberen Aussagen wieder
- So verteilt sich der NS (100%) bei geschlossener Bebauung zu über 70% auf den RO und zu etwa 20% auf den ER. Die GWN macht nur ein geringen Anteil von ca. 8% aus
- Auf den Landnutzungen Wald und Acker teilt sich der NS (100%) in über 50% auf ER und ca. 40% auf GWN auf, maximal 5% sind RO (im Wald weniger als auf Acker)
- Auf Moor tritt auf Grund der hohen Speicherwirkung kein RO auf. Der NS (100%) verteilt sich lediglich auf 55% ER und ca. 40% GWN
Erklärung:
- Der NS kann bei den Landnutzungen Wald und Acker im Gegensatz zur geschlossen Bebauung nicht so schnell als RO abfließen, und verdunstet und versickert, was wiederum die hohen Bilanzen von ER und GWN erklären
- Die hohe Verteilung der Bilanzen auf Moor trügt , wie oben bereits beschrieben wurde, sind Moore meist grundwassernahe Zehrgebiete und haben keine so ungewöhnlich hohe GWN
