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Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Die Verdunstung freier Wasserflächen – Grundlagen

Sonderfälle 92

Sonderfälle 92 _________________________________________________________________________ Transpiration entfielen. TUSCHL (1969) gab dagegen für die Vegetationsperioden der Jahre 1966 und 1967 mit Werten um 1000 mm (944 mm, 1095 mm) bedeutend höhere Transpirationssummen an. Die Gesamtverdunstung der schilfbestandenen Wasserfläche dürfte demnach bedeutend größer sein, was dem Klima des pannonischen Raumes entspricht. RICHTER (1969) diskutierte den damaligen Stand der Literatur zur Evapotranspiration schilfbewachsener Wasserflächen, insbesondere auch Arbeiten aus der ehemaligen Sowjetunion zu dieser Frage. Untersuchungen von KUSNEZOW (1964) ergaben als groben Richtwert die Verhältniszahl 1,5 zwischen der Verdunstung bewachsener und unbewachsener Wasserflächen. Dabei sind die Seefläche, die Breite des Schilfgürtels sowie der jahreszeitliche Aspekt zu beachten. Der maximale Wert der Verhältniszahl von 1,5 wird nach dieser Untersuchung praktisch nur bei sehr kleinen Seen, mit einer in der Größenordnung in etwa mit 1 ha anzugebenen Fläche, erreicht. Bei einer Seefläche von 25 km 2 ist die Verdunstung bewachsener Wasserflächen um maximal etwa 10 % erhöht. Die Verdunstung der offenen Wasserfläche und die Transpiration der Pflanzen im Schilfbestand sind vor allem von seiner Dichte, Höhe und den Blattflächen sowie von seiner Windexposition abhängig. Die Größe der Wasserfläche und die Morphologie der Gewässerumgebung spielen hier eine ebenso große Rolle wie die Windintensität und die vorherrschenden Windrichtungen. Tab. 6-4: Bestandsklima im Schilfgelege - Besonderheiten nach Untersuchungen von DARNHOFER (1971) am Neusiedler See 1. Die kurzwellige Einstrahlung am Grund des Bestandes ist infolge Abschirmung und Re- flexion deutlich herabgesetzt. Die Minderung der Globalstrahlung wechselt jahreszeitlich mit dem Entwicklungszustand des Schilfes (Höhe und Dichte des Bestandes) sowie dem Sonnenstand. Der tägliche Gang resultiert aus der Veränderung des Einstrahlungswinkels. Eine Verminderung der langwelligen Ausstrahlung der Wasseroberfläche ist anzunehmen, Angaben finden sich hierzu allerdings nicht. 2. Bei sommerlichen Strahlungswetterlagen ist im Schilfbestand aufgrund der Umsetzung der Energie und dem verminderten turbulenten Austausch eine raschere Erwärmung der Luft zu verzeichnen. Das Tagesmaximum tritt gegenüber den Verhältnissen in der Klimahütte etwa eine Stunde früher auf. Zu beachten ist, dass die schilfbewachsenen Flächen außerhalb der Vegetationszeit einen noch relativ geschlossenen, aber kaum mehr transpirierenden Bestand bilden. Die Herabsetzung der Evaporation des Wasserkörpers durch die Verringerung des Luftaustausches in diesem Bestand der abgestorbenen Halme kompensiert einen geringen, aber nicht zu vernachlässigenden Teil der sommerlich erhöhten Verdunstung. Zur Evaporation der Wasserfläche und Transpiration der Pflanzen kommt die je nach Bestandsentwicklung ganzjährig auftretende Interzeptionsverdunstung der emersen Hydrophyten. Als Interzeption werden die Prozesse des Auffangens und der Speicherung von Niederschlägen auf Pflanzenoberflächen, sowohl durch Benetzung derselben, als auch in Vertiefungen ihrer Ober-

Sonderfälle 93 _________________________________________________________________________ fläche, bezeichnet. Ein Teil der aufgefangenen Niederschläge gelangt mit zeitlicher Verzögerung an den Grund des Bestandes, ein anderer verdunstet von den Oberflächen der Pflanzen. Die Interzeption führt so normalerweise zu einer Verminderung des Niederschlages im Bestand gegenüber dem Freiland. Durch abgesetzte und abgefangene Niederschläge kann sich allerdings auch ein Bilanzgewinn ergeben. Vor allem im Rahmen forst- und agrarhydrologischer Untersuchungen wurden die Prozesse der Interzeption betrachtet und in folgender Gleichung des Niederschlages zusammengefasst (BRECHTEL 1996): (6.3-1) Pd + Pt + Pst = P + Ig - Iv - Ir mit : Pd ... durchfallender Niederschlag (ohne Kontakt mit der Vegetation), Pt ... abtropfender Niederschlag, Pst ... Stammabfluss (an der Pflanze abfließend), P ... Freilandniederschlag, Ig ... Interzeptionsgewinn aus abgefangenen und abgesetzten Niederschlägen, Iv ... Interzeptionsverlust und Ir ... Interzeptionsspeicherhöhe. Die Summe aus durchfallendem und abtropfendem Niederschlag wird als Kronendurchlass bezeichnet. Der gesamte die Boden- bzw. hier die Wasseroberfläche erreichende, neben dem Kronendurchlass auch den Stammabfluss umfassende, Niederschlag wird zum Bestandsniederschlag. Für die Höhe der Interzeptionsspeicherung und -verdunstung sind eine Vielzahl von Faktoren von Bedeutung. Es handelt sich dabei vor allem um morphologische Eigenschaften der Pflanzenbestände (Tabelle 6-5), die sich allerdings in Abhängigkeit von der Art, Dauer und Intensität des jeweiligen Niederschlagsereignisses unterschiedlich auswirken können. Insbesondere bei einjährigen Pflanzen und Saisonvegetationsdecken ist der Entwicklungszustand zu beachten. Daneben wird der Interzeptionsverlust natürlich in starkem Maße von den verdunstungsbeeinflussenden Faktoren bestimmt. Tab. 6-5: Interzeption - relevante morphologische Eigenschaften des Pflanzenbestandes nach BRECHTEL (1996) - Art der Vegetationsdecke (Saison- / Dauervegetation, wintergrün / winterkahl etc.) - Aufbau- und Mischungsform des Bestandes (Rein- / Mischbestände, einschichtiger / mehrschichtiger Aufbau) - Bestandsdichte (Bedeckungsgrad des Bodens bzw. der Wasseroberfläche, Überschir- mung, Pflanzen- / Blattfläche pro Flächeneinheit) - Wachstumsbonität (Dichte des Kronenschlusses, Verzweigung, Stellung der Äste usw.) Einige Hydrophyten weisen allerdings stärker ausgeprägte cuticuläre Wachsüberzüge auf, so

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