METHODEN DER HYDROLOGISCHEN REGIONALISIERUNG IM ...

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Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose Größenordnung von EUR 400 000 liegen. Gröber ist das von der Nato erhobene Höhenmodell MONA (http://www.umweltdata.at/) mit ca. 100 m Rasterweite (Kosten ca. EUR 10 000). Ein Höhenmodell mit 250 m Rasterweite wird am Institut für Photogrammetrie der Technischen Universität Wien (http://www.tuwien.ipf.ac.at) angeboten (Kosten ca. EUR 5500). Schließlich stellt der USGS (United States Geological Survey) ein globales digitales Geländemodell (GTOPO30) mit einer Rasterweite von 1 km kostenlos über Internet zur Verfügung (http://edcdaac.usgs.gov/gtopo30/gtopo30.html). Abb. 10: Beispiel für digitale Karten (Austrian MAP auf Basis der GEOGRID Software) mit eingetragenen Pegeleinzugsgebietsgrenzen. Eine Reihe von abgeleiteten topographischen Daten sind für die Regionalisierung im Zusammenhang ist der NA-Modellierung von Interesse, wie etwa Indizes für die Gebietsform und die mittlere Neigung (Moore et al., 1991; Merz et al., 2000). Ein weiteres Beispiel ist der weit verbreitete Topographische Bodenfeuchteindex w = ln( a / tan( β )) (8) wobei a die spezifisch beitragende Fläche (d.h. die oberhalb eines Pixels befindliche Einzugsgebietsfläche geteilt durch die Rasterweite des Pixels) und β die lokale Neigung der Geländeoberfläche bedeuten (Beven and Kirkby, 1979). Studien haben gezeigt, dass der Bodenfeuchteindex manchmal positiv mit dem Feuchtegehalt der 168
Wiener Mitteilungen Band 164: Niederschlag-Abfluss Modellierung - Simulation und Prognose hydrologisch aktiven Bodenzone korreliert ist (Western et al., 1999) und deshalb sollte er für die Regionalisierung von Modellparametern wichtig sein. Allerdings wird dieser Zusammenhang auch oft von anderen Einflussfaktoren überdeckt (Western et al., 1999). Abb. 11 zeigt den Topographische Bodenfeuchteindex für Österreich mit einer Rasterweite von 250m, der mittels des Verfahren von Rieger (1998) aus einem Geländemodel abgeleitet wurde. Zusatzinformationen für die Regionalisierung: Die räumliche Verteilung der Landnutzung kann aus Satellitenbilddaten mit guter Genauigkeit abgeleitet werden. Für die zeitlichen Änderungen sind die Satellitendaten jedoch zu grob. Ein Datensatz, der die meisten Länder Europas abdeckt, ist die CORINE land cover data base der European Environment Agency, der mit 250m Rasterweite und 44 Klassen gratis verfügbar ist (http://natlan.eea.eu.int/datasets.htm). Für einzelne Länder existieren detailliertere Auswertungen: Für Österreich wurden Bilddaten des auf dem amerikanischen Fernerkundungssatelliten Landsat 5 installierten digitalen Aufnahmesystems Thematic Mapper (TM) analysiert (Ecker et al., 1995; http://www.tuwien.ipf.ac.at). Der TM scannt einen 180 km breiten Streifen der Erdoberfläche in sieben Spektralkanälen mit einer geometrischen Auflösung von 30 x 30 m pro Pixel. Ecker et al. (1995) verwendete 12 wolkenfreie Szenen zwischen 21.8.1991 und 5.10.1991. Die Auswertung erfolgte dabei vorerst durch eine geometrische Entzerrung der Kanäle 7, 5 und 3 und anschließender Klassifikation mittels Clusteranalyse. Eine Verifikation mittels Orthophotos ergab, dass > 80% der Pixel korrekt klassifiziert wurden. Die derart ermittelten Landnutzungsdaten sind im Raster mit bis zu 25 m Auflösung erhältlich Die Kosten sind von Auflösung und Größe der Bilder abhängig und betragen EUR 30 000 für das gesamte Gebiet von Österreich bei 50m Rasterweite. Abb. 12 zeigt die Landnutzung für Österreich nach dem oben beschriebenen Verfahren. Mittels geographischer Informationssysteme ist es nun leicht möglich, Geländeinformationen und Landnutzungsinformationen zu verschneiden und damit für die hydrologische Modellierung zuggängig zu machen. Abb. 13 zeigt als Beispiele für derartige Auswertungen hypsometrische Kurven und Landnutzungserteilungen für zwei Pegeleinzugsgebiete in Österreich. Das Gebiet Hoheneich liegt im nördlichen Waldviertel und ist überwiegend landwirtschaftlich genutzt während das Gebiet Archkogel im Salzkammergut überwiegend aus Fels und Wald besteht. Geologische Karten liegen flächendeckend in Österreich nur in Maßstab 1 : 500 000 (Geologische Bundesanstalt, 1998) vor, der für viele hydrologische Fragestellungen eigentlich zu grob ist. Karten im Maßstab 1 : 50 000 sind in Ausarbeitung und teilweise bereits digital verfügbar (Schnabel, 2001; http://www.geolba.ac.at/). Für hydrologische Regionalisierungen beinhalten diese Karten wichtige Informationen, wie etwas die räumliche Verteilung quartärer Auflagen. Andere wichtige Bestimmungsstücke, wie etwa die Klüftigkeit des Untergrunds, gehen daraus nicht hervor. Bodenkarten liegen in vielen Ländern nur für ackerbaulich genutzte Gebiete vor und auch diese Karten wurden meist unter dem Gesichtspunkt des landwirtschaftlichen Ertrages und nicht so sehr unter hydrologischen Aspekten erstellt. Eine Ausnahme 169
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