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FOR 5288:  Schnell und unsichtbar: Zwischenabfluss durch einen interdisziplinären Multi-Standort-Ansatz bezwingen

Fachliche Zuordnung Geowissenschaften
Förderung Förderung seit 2022
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453746323
 
Wo und wie werden Hochwässer verursacht? Welche Faktoren kontrollieren die Wasserqualität des Baches bei Ereignissen? Diese Fragen sind für viele Bereiche von Bedeutung, die Ingenieurwissenschaften, den Hochwasserschutz, das Wasser- und Ökosystemmanagement bis hin zur Vorhersage der Auswirkungen des globalen Wandels. In dem gesamten hydrologischen Abflussprozessgefüge, das bei diesen Fragen zugrunde liegt, ist der Zwischenabfluss (SSF), also die schnelle Ereignisreaktion, die durch den lateralen unterirdischen Abfluss ausgelöst wird, der am schwersten erfassbare. Dieser ist ein bedeutsamerer Prozess als allgemein bekannt, da ein grundlegendes Verständnis, das auf systematischen Studien über Skalen und Standorte hinweg basiert, noch fehlt. Nur mit systematischen Untersuchungen, die Funktionsprinzipien aufdecken, wird es möglich sein, unser Prozessverständnis wirklich zu verbessern und methodische Verfahren für seine Bewertung sowohl experimentell als auch modelltechnisch bereitzustellen. In vielen Naturlandschaften spielt SSF eine große Rolle bei der Abflussbildung. Entweder durch direkten Beitrag zum Abfluss im Vorfluter oder durch die Erzeugung von gesättigten Bereichen oder Flächen mit return flow, die über Sättigungsoberflächenabfluss zum Gerinneabfluss beitragen. Daher könnte ein Großteil dessen, was wir als Ereignisreaktion in der Ganglinie sehen, das direkte oder indirekte Ergebnis von SSF sein. Es ist wahrscheinlich, dass der Beitrag von SSF größer ist, als wir allgemein annehmen. Trotzdem, SSF ist schwer fassbar und bisher unzureichend berücksichtigt, da dessen Messung aus verschiedensten Gründen sehr schwierig ist: die Unzugänglichkeit des Untergrundes, die große räumliche Variabilität und Heterogenität, die variablen Quellen und die Tatsache, dass es sich um einen schwellengesteuerten Prozess handelt, der nur bei bestimmten Ereignissen stattfindet. Es ist daher eine systematische Untersuchung des SSF in verschiedenen Landschaften, in denen SSF den dominanten Abflussprozess darstellt, notwendig, über Skalen hinweg und unter Verwendung einer replizierten Auswahl von Ansätzen, einschließlich neuartiger Ansätze. Es folgt eine systematische Bewertung von Methoden und möglichen Proxies sowie ein Modellvergleich, eine Bewertung und Verbesserung. Wir werden uns auf 4 wesentliche Herausforderungen konzentrieren: 1) Entwicklung neuer experimenteller Methoden, 2) Räumliche Muster des SSF, 3) Schwellenwerte und kaskadierende Effekte des SSF, sowie 4) Auswirkungen des SSF.Während Einzelforschungsprojekte einen Teil dieses Puzzles an einem bestimmten Ort untersuchen, bietet diese Forschungseinheit die einzigartige Möglichkeit, diese vielen Puzzleteilen zusammenzufügen. Diese Forschungseinheit wird sich stark auf experimentelle Arbeiten in vier verschiedenen Test-Einzugsgebieten konzentrieren, die dann direkt in eine gemeinsame Modellierungsarbeit einfließen, die wiederum das experimentelle Design in einem iterativen Prozess beeinflusst.
DFG-Verfahren Forschungsgruppen
Internationaler Bezug Großbritannien, Österreich, Schweiz

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