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Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Methoden der

Methoden der Verdunstungsbestimmung 42 ___________________________________________________________________________ Die im jeweiligen Bilanzzeitraum verdunstete Wassermenge (E), als gesuchte Größe ist in QE, QL und QW enthalten. In Zusammenfassung der Gleichungen 4.4-8, 4.4-10 und 4.4-12 ergibt sich (4.4-13) QE + QL + QW = ρ * rV * E + R * ρ * rV * E + ρ * c * E * (tW - tR) oder: (4.4-14) QE + QL + QW = ρ * E (rV * [1 + R] + c * [tW - tR]). Durch Einsatz in 4.4-1und Umstellung nach der Verdunstung (E) ergibt sich (4.4-15) E = (Q - Qx + QV + QP) / ρ * (rV * [1 + R] + c * [tW - tR). Der Wärmestrom durch seitliche Bezugsflächen (QV), auch als advektiv zugeführte Energie bezeichnet, vollzieht sich hauptsächlich über den Zu- oder Abfluss von Wasser. Die Berechnung von QV erfolgt getrennt für die einzelnen Zu- und Abflüsse und wird dann zu einem Nettobetrag zusammengefasst. Für den einzelnen Zu- oder Abfluss (i) berechnet sich QV nach der Gleichung (4.4-16) QVi = ρi * ci * Vi * (ti - tR), mit: Vi ... zu- oder abfließendes Wasservolumen in der betrachteten Zeiteinheit, ti ... Temperatur des Wassers und tR ... Referenztemperatur. Für die Summe aller Zu- und Abflüsse lässt sich QV als Nettobetrag berechnen: (4.4-17) QV = Σ QVi (i = 1, ..., n). Der Niederschlagswärmestrom ist analog Gleichung 4.4-16 für die Einzelereignisse zu ermitteln und zusammenzufassen. QP und QV werden nur dann einbezogen, wenn der Wärmeumsatz über den Wasseraustausch erfassbar ist und Bedeutung für die Energiebilanz hat. Für den vorrangig grundwassergespeisten Stechlinsee in Nordostdeutschland ging RICHTER (1965) davon aus, dass der mittlere Wärmeverbrauch für die Erwärmung des einströmenden Grund-

Methoden der Verdunstungsbestimmung 43 ___________________________________________________________________________ und Niederschlagswassers bezogen auf die Seefläche etwa 8,4 J * cm -2 * d -1 beträgt und damit vernachlässigbar gering ist. Der Wärmeaustausch am Beckenboden ist den lateralen Wärmeströmungen durch seitliche Bezugsflächen zugehörig oder wird als gesonderter Parameter "fühlbarer Wärmestrom am Beckenboden" berücksichtigt. Diese Art der Wärmeübertragung und die chemische Bindung von Sonnenenergie gehören zu einer vollständigen Wärmebilanz, können aber meist vernachlässigt werden. Gegebenenfalls sind Aufheizungen der untersuchten Gewässer durch Abwärme von Kraftwerken u.ä. bei der Berechnung (in QV) zu berücksichtigen. Siehe hierzu auch Abschnitt 6.4. Die Wärmebilanz eines Sees für verschiedene Zeiträume wird exemplarisch in Tabelle 4-7 dargestellt.

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