KLIBB - Herausforderung Klimawandel

Auswirkungen des Klimawandels auf Biotope Baden-Württembergs 21
et al. und die Perkolation mit einem für den ungesättigten Fall erweiterten Gesetz von Darcy zu
berechnen (BERGER 1998). Ausgegeben werden in maximal täglicher Auflösung reale und
potentielle Verdunstung, Absickerung, Oberflächenabfluss und Bodenwassergehalt in der Verdunstungszone
(entspricht der Wurzelzone).
Die Modellierung ist mit gewissen Vereinfachungen verbunden, die teilweise auch im Mangel von
Grundlagendaten begründet ist. So berücksichtigt das Modell nur den Wasserfluss in der Matrix
und nicht in den Sekundärporen (Risse, Wurzelkanäle). Dies ist eine bedeutsame Einschränkung,
da in der Natur abhängig von Bodenart, Dichte und Gefüge sowie Bodenfeuchte ein unterschiedlich
großer Anteil des Wassers sich im Sekundärporensystem bewegt. Außerdem ist das
Modell nur quasi-zweidimensional, weil verschiedene eindimensionale vertikal oder horizontal gerichtete
Prozesse miteinander verknüpft sind.
Für die meisten deutschen Bodenarten sind (auf AG BODEN 1994 basierende) programminterne
Datenbanken mit Vorgaben für die wichtigsten und für die Modellierung notwendigen
Kennwerte des Bodenwasserhaushalts vorhanden. Diese Werte können aber ebenso gut im Einzelfall
abgeändert werden. Für die Wasserhaushaltsmodellierung der Untersuchungsstandorte
wurden die Bodenkennwerte nutzbare Feldkapazität, Gesamtporenvolumen und Totwassergehalt
aus AG BODEN (2005) verwendet und entsprechend der Steingehalte der Böden reduziert. Die
nutzbare Feldkapazität der organischen Auflage am Feldberg wurde mit 60 Vol-% angenommen
(SCHLICHTING et al. 1995, siehe auch FÖRSTER & ULLRICH 2008).
In einigen grundwasserfernen Untersuchungsgebieten wurden mehrere Einzelstandorte beprobt,
die vor allem auf Grund unterschiedlicher Artenzusammensetzung der Vegetation, aber auch
Lage, Hangneigung oder Exposition ausgewählt wurden (siehe Tab. 1). Die nachfolgende Aufgrabung,
Bodenansprache und Bestimmung und Auswertung der Bodendaten erbrachte für
einige dieser Standorte jedoch so geringe Unterschiede, dass bei der anschließenden Wasserhaushaltsmodellierung
identische Ergebnisse zu erwarten waren. In solchen Fällen wurden nicht für
alle aufgenommenen Einzelstandorte auch eine Wasserhaushaltsmodellierung gerechnet. Dies gilt
für die Untersuchungsgebiete Haigergrund und Schönbuch-Westhang (siehe Kap. 4.1).
3.7 Wasserhaushaltsmodellierung grundwasserbeeinflusster Gebiete
Zur Modellierung des Wasserhaushalts grundwasserferner Standorte sind oft eindimensionale
Modelle ausreichend, die eine Zunahme des Bodenwassers durch Tiefensickerung und eine Abnahme
über Evapotranspiration durch kapillaren Aufstieg darstellen. Für grundwasserbeeinflusste
Standorte, die aus einem Einzugsgebiet gespeist werden und oft über längere Zeiträume gesättigte
Verhältnisse oder auch Überstau aufweisen, sind solche Modelle nicht geeignet. Dazu werden
zumindest zweidimensionale Wasserhaushaltsmodelle benötigt, denn sie müssen laterale Fließbewegungen
in der gesättigten Bodenzone und auch an der Bodenoberfläche berechnen können.
Die Modellierung der grundwasserbeeinflussten Untersuchungsgebiete Erlenbruch Lichtel und
Birkenweiher wurde mit dem Wasserhaushalts-Simulations-Modell WaSiM-ETH durchgeführt.
Ursprünglich wurde das Modell entwickelt um den Einfluss des Klimawandels auf den Wasserhaushalt
und das hydrologische Regime zu beschreiben. WaSiM-ETH ist in der Lage, mit frei
wählbarer zeitlicher und räumlicher Auflösung alle Komponenten des Wasserhaushalts zu
modellieren (SCHULLA 1997, SCHULLA 2006).