30 Jahre

Hydrologische Forschungsstation Siptenfelde - Schäfertal

Die hydrologische Forschungsstation Siptenfelde wurde 1968 eingerichtet. Seitdem bietet Sie Raum für Forschungsprojekte und Lerveranstaltungen.

 

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Sommersemester 2021

31.05. - 04.06.2021hydrologisches Feldpraktikum

Untersuchungsgebiete

Die Versuchseinzugsgebiete - Übersicht

Der Fachbereich WUBS betreibt unter der Führung der Professur für Hydrologie und Geographische Informationssysteme zwei hydrologische Versuchseinzugsgebiete im Unterharz nahe Harzgerode. Zum einen das Schäferbach-Einzugsgebiet und zum anderen das Waldbach-Einzugsgebiet. Das Waldbach Untersuchungsgebiet wurde zusätzlich zum Schäferbach-Gebiet eingerichtet, um einen Vergleich zwischen zwei benachbarten Einzugsgebieten herstellen zu können, die von unterschiedlichen Landnutzungenarten dominiert sind. Während der Schäferbach vorwiegend durch landwirtschaftliche Nutzflächen geprägt ist, ist der Waldbach, wie der Name schon sagt, ein reines Waldeinzugsgebiet.

Hauptuntersuchungsgebiet ist das weit aus größere Schäferbach-Einzugsgebiet.

Als Beitrag zum Internationalen Hydrologischen Dezennium (IHD) der UNESCO (1965-74) wurden im Einzugsgebiet der oberen Selke im Unterharz (bei Siptenfelde, Landkreis Quedlinburg) ab Mitte der 60er Jahre zwei Kleineinzugsgebiete als hydrologische Untersuchungsgebiete zur hydrologischen Prozessforschung eingerichtet.

Mit dem IHD begann die UNESCO die Entwicklung der Hydrologie weltweit durch Forschung, Anwendung, Ausbildung und Koordination zu fördern. Nach dem Abschluss des IHD wurde diese Forderung der UNESCO durch das Internationale Hydrologische Programm (IHP) fortgesetzt und mit weiteren internationalen Programmen wie beispielsweise dem Operationellen Hydrologischen Programm (OHP) der Meteorologischen Weltorganisation (WMO) sowie dem Internationalen Geosphäre-Biosphäre Programm (IGBP) koordiniert.

Die Zielsetzung dieses von den Mitgliedsländern der UNESCO selbst gestellten Forschungsprogramms bestand in der Überwindung der Rückstände, die sich aus dem unzureichenden Entwicklungsstand der Hydrologie ergeben hatten. Resultierend aus dem erkennen der Diskrepanz zwischen vorhandenen Wissen über die sich durch die Eingriffe der menschlichen Gesellschaft vollziehenden Prozessveränderungen und der Notwendigkeit der effizienten Nutzung der zur Verfügung stehenden natürlichen Ressourcen wurde im Rahmen des Internationalen Hydrologischen Dezenniums die Einrichtung hydrologischer Repräsentativ- und Versuchsgebiete angeregt und von zahlreichen Staaten entsprechend des vorhandenen Problembewusstseins sowie ihrer wissenschaftlichen und ökonomischen Möglichkeiten vorgenommen. Damit wurde ein Netzwerk zur komplexen Beobachtung und Untersuchung der hydrologischen und geoökologischen Erscheinungen und Prozesse unter naturgegebenen wie anthropogen beeinflussten Standortbedingungen aufgebaut.

Die im Rahmen des IHD weltweit eingerichteten Untersuchungsgebiete bewirkten für die Entwicklung der Hydrologie einen enormen Anschub. Vor allem festigte sich die Position der Hydrologie als wichtiger und eigenständiger Zweig innerhalb der wasserwirtschaftlichen Praxis und Wasserforschung. Mit dem Fortschritt der Hydrologie und den veränderten Anforderungen aus der Praxis sowie einem in den letzten Jahrzehnten einsetzenden gesellschaftlichen Wertewandel ergaben und ergeben sich zahlreiche neue Aufgabenfelder für die hydrologische Lehre und anwendungsbezogene Forschung.

Die hydrologischen Untersuchungsgebiete Schäfertal und Waldbach liegen auf einer seit 1967 als Landschaftsschutzgebiet ausgewiesenen Unterharzhochfläche am Rande des Naturschutzgebietes Selketal. Hinsichtlich ihrer naturräumlichen Ausstattung sind die beiden Kleineinzugsgebiete typisch für den Unterharz.

Im Hydro-meteorologischen Messgarten erfolgen seit 1968 kontinuierliche Messungen. Das Gebiet Schäferbach (hydrologisches Untersuchungsgebiet) reicht dabei vom Fitzgeroder Heimberg bis an Fließkilometer 1,755. Zu Beginn der Messungen im Jahr 1968 standen vornehmlich Niederschlags-Abfluss-Beziehungen im Vordergrund der Betrachtungen. Außerdem besitzt dieses Gebiet ein dichtes Grundwassermessnetz, das selbst für hydrologische Untersuchungsgebiete außergewöhnlich ist. Später kamen zunehmend Verfahren und Modelle zur Ermittlung der Grundwasserneubildung sowie Wasserhaushaltsmodelle zu Erprobungs- und Entwicklungszwecken zum Einsatz.

Schäferbach
"Das Schäfertal Blick Richtung Osten"
Waldbach

Das Untersuchungsgebiet Waldbach liegt nordöstlich vom Schäferbach in einem Waldgebiet und wurde parallel zum Untersuchngsgebiet Schäferbach eingerichtet.

 

 

Messdaten

Messdaten und Instrumentierung der Foschungsstation
Grundwasserstand [m] bezügl. der Orhroberkante (ROK) des Grundwasserbrunnens B am Laborgebäude von 2001 bis 07.2021
Abfluss [l/s] des Schäferbachs der letzten 31 Tage Stand: 23.08.2021
Niederschlag [mm/d] des Schäferbachs der letzten 31 Tage Stand: 23.08.2021
korrigierte Niederschlagswerte [mm/d] des Schäferbachs der letzten 3 Monate Stand: 23.08.2021
Bodentemperatur in 10cm, 20cm und 30cm Tiefe im Messgarten der letzten 31 Tage Stand: 23.08.2021
mittlere Lufttemperatur [°C] pro Tag im Schäfertal der letzten 31 Tage Stand: 23.08.2021
mittlere Globalstrahlung [W/m²] und Reflexstrahlung [W/m²] im Schäfertal der letzten 31 Tage Stand: 23.08.2021
Windgeschwindigkeit [m/s] im Schäfertal der letzten 31 Tage Stand: 23.08.2021

 

Durchflussmessung

Aktuell wird der Wasserstand des Schäferbaches 10-minütlich mit einem Radarsensor Typ SEBAPuls 15 gemessen. Die Wasserstände [m] werden anschließend in Durchflusswerte [l/s] umgerechnet.

 

Niederschlagsmessung

  • Niederschlagsmessung mit Ott Pluvio 1

    Ott Pluvio 1 ist eine Niederschlagswaage, die fallenden und absetzenden Niederschlag über Gewichtsveränderungen minütlich erfasst und aufzeichnet. Die Ausgabe erfolgt in mm/min. Die Niederschlagsmengenauflösung beträgt 0,01 mm und die Intensität kann zwischen 0 bis 50 mm/min betragen. Der Auffangbehälter kann 250 mm erfassen. Die Auffängfläche ist 200cm² groß. Aufstellhöhe 1m über Boden.

  • Niederschlagsmessung mit Ott Pluvio²

    Ott Pluvio² ist ebenfalls eine Niederschlagswaage zur Erfassung der Regenmenge und der Regenintensität. Im Gegensatz zum Pluvio 1 ist ein größerer Auffangbehälter mit 1500 mm Fassungsvermögen und ein Auffangring, zur Vermeidung von Schnee- und Eisanhaftungen verbaut. Die Niederschlagsmengenauflösung und Intensitätsbereich sind gleich zu Pluvio 1. Die Aufstellhöhe der Messgerätes beträgt 1 m über Geländeoberkante (GOK).

  • Niederschlagsmessung mit Ott Parsivel

    Ott Parsivel ist ein Distrometer. Der Niederschlag, egal ob fest oder flüssig wird optisch mittels Lasermessung erfasst. Die Niederschlagsmenge wird anhand der Partikelgröße, des Aggregatszustands des Partikels, der Geschwindigkeit und der Anzahl der Partikel die durch das Laserband fallen ermittelt. Es werden acht Niederschlagsarten unterschieden Niesel, Niesel mit Regen, Regen, Regen und Niesel mit Schnee, Schnee, Schneegriesel, Graupel und Hagel. Es können flüssige Niederschlagspartikel zwischen 0,2 und 8 mm erfasst werden und feste Partikel zwischen 0,2 und 25 mm.  Die minimale Fallgeschwindigkeit beträgt 0,2 m/s und die maximale Geschwindigkeit 20 m/s. Aufstellhöhe 1m über Boden.

  • Niederschlagsmessung mit Thies Niederschlagswippe

    Die Niederschlagswippe ist ein Regenmesser der mit einer reibungsarm gelagerten Wippe ausgestattet ist. Die Auffangfläche beträgt 200cm² und die Auflösung ist 0,1 mm. Die beiden Seiten der Wippe fassen 2cm³ Niederschlag was 0,1 mm entspricht. Sie ist selbst entleerent und nahezu wartungsfrei. Aufstellhöhe 1m über Boden. Die maximale Niederschlagsintensität der Wippe ist 7 mm/min.

     

Temperaturmessung

  • Lufttemperatur in 2 Meter über Boden

    Die Lufttemperatur wird mit einem Pt 100-Widerstandsthermometer gemessen.

  • Bodentemperatur in unterschiedlichen Tiefen

    Für die Bodentemperaturmessungen werden ebenfalls Pt 100-Widerstandsthermometer verwendet.

 

Luftfeuchtigkeit

 Das Hygrometer befindet sich auf 2 Meter über Boden.

 

Luftdruck

 

Globalstrahlung und Reflexstrahlung

Die Globalstahlung und die Reflexstrahlung werden im Messgarten mittels eines Albedometers gemessen. Bei einem Albedometer sind zwei Strahlungsmessgeräte (Pyranometer) entgegengesetzt angebracht, so dass ein Messinstrument nach oben zeigt und das andere nach untern. So kann gleichzeitig die direkte und indriekte Himmelsstrahlung und an Boden und vegetation reflektierte Strahlung gemessen werden.

Windgeschwindigkeit

Die kontinuierliche Windgeschwindigkeitsmessung erfolgt durch ein Schalenkreuzanemometer in 2,5 m über GOK. Die Messwerte werden in m/s angegeben. Die maximale Windgeschwindigkeit, die mit dem Sensor erfasst werden kann, ist 60 m/s.

 

Grundwassermessung

Im Einzugsgebiet des Schäferbachs und in der Näheren Umgebung darum sind insgesamt 75 Grundwasserbrunnen vorhanden. In 45 davon sind Drucksonden der Firma Aquitronic verbaut. diese Sonden Messen kontinuierlich im 20-Minutentakt den Wasserstand und die Temperatur des Grundwassers im Rohr. Einige wenige Sonden sind noch mit zusäztlichen Sensoren ausgestatten, um z.B. den ph-Wert und elektrische Leitfähigkeit zu messen. Drei weiter Grundwassermessstellen sind mit Schwimmerschreibpegeln ausgestattet, die kontinuierlich den Wasserstand im Brunnenrohr aufzeichen.

 

 

Messgarten

Messgeräte

Hellmann Niederschlagsmesser
Schneewaage
Instrumente der Wetterhütten
Windmast
Schallenkreuzanemometer
TriOS-Sonde

Messgartentext

Luftbild Messgarten

Der Messgarten ist das Herzstück unserer hydrologischen Versuchsstätte. Hier werden alle für den Wasserhaushalt (WHH) relevanten Parameter hochaufgelöst erfasst.

Niederschlag wird mit mehreren unterschiedlichen Messsystem erfasst.

Forschungsprojekte

WaterMas

WATERMAS focuses in the regional priority for boosting academic curricula in the field of water resources with the innovative goal of including perspectives of conservation and protection of water resources leveraging management aspects from local-to-global scales especially in the view of climate change.

watermas.eu

BebeR

"Bodenerosionsminderung in bergigen Regionen am Beispiel des Landkreises Mansfeld-Südharz (BebeR)" Schwerpunkt: Hydrologie des Bodens, Erstellung von Erosionsmodellen, Simulation mit Klimamodellen bearbeitet durch Janine Köhn

 

Projekt-Homepage:

https://klimpass.de/

 

 

Studenten/innenpraktikum

Inhalt des Praktikums
Messgarten Siptenfelde
Laborgebäude Außenlabor Siptenfelde

Das Feldpraktikum am hydrologischen Messfeld am Schäferbach ist Bestandteil des Pflichtmoduls Hydrologie des Bachelorstudiengangs Wasserwirtschaft.

Ziel dieses Praktikums ist das Kennenlernen diverser hydrometeorologischer Messgeräte. Es findet im Außenlabor Siptenfelde statt.

Die Studierenden führen auf dem hydrologischen Messfeld in Siptenfelde selbstständig Messungen durch und halten ihre Ergebnisse und Beobachtungen in einem Protokoll fest.

Es gibt zwei Teile des Praktikums Durchflussmessung des Uhlenbaches und hydrometeorolofgische Messungen im Messgarten.

 

Lerninhalte

  • Durchflussmessung
  • Niederschlagsmessung
  • Psychromtermessung
  • Temperaturmessung
  • Durchflussberechnung mittels Überfallwehr
Messverfahren während des Praktikums
Hellmann Niederschlagsmesser
Innenraum Wetterhütte
Windmast
 

Durchflussmessung

  •   Durchflussmessung mithilfe von Gefäßen

Die Durchflussmessung mithilfe von Gefäßen stellt die simpelste Messmethode im Feldpraktikum dar. Dazu wird der Durchfluss in ein Gefäß geleitet und die Zeit bis zum Erreichen eines festgelegten Gefäßvolumens gestoppt. Der Durchfluss errechnet sich anschließend aus dem Volumen in Liter geteilt durch die benötigte Zeit in Sekunden.

  • Durchflussmessung mithilfe von Messflügel

Bei der Verwendung eines Messflügels (ebenso wie beim Einsatz von magnetisch-induktiven Strömungssonden) erfolgt die Bestimmung der Fließgeschwindigkeit zum durchflossenen Querschnitt. Das zu messende Fließgewässer wird dazu in mehrere Messlotrechte eingeteilt. Entlang dieser Messlotrechten werden in vorher festgelegten Wassertiefen (z.B. 0,5 m, 1 m, 1,5 m, ...) die Fließgeschwindigkeiten gemessen. Daraus ergibt sich ein logarithmisches Geschwindigkeitsprofil. Der Durchfluss einer Messlotrechten ergibt sich später aus dem Produkt der Fließgeschwindigkeiten der Messpunkte, der Wassertiefe an der Messlotrechten sowie der Breite zwischen den benachbarten Messlotrechten.

  • Weitere Durchflussmessmethoden

Weitere komplexere Messmethoden zur indirekten Durchflussmessung sind elektromagnetisch-induktive Strömungssonden sowie die Salzverdünnungsmessung.
Die physikalische Grundlage der elektromagnetisch-induktiven Strömungssonden bildet das Faraday´sche Induktionsgesetz. Dabei wird ein Magnetfeld senkrecht zur Strömungsrichtung ausgebildet. Die vom Wasser induzierte elektrische Spannung ist dabei proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Fließgewässers.
Diese Messmethode wird vorzugsweise bei Fließgewässern mit Fließgeschwindigkeiten < 0,1 m/s, starken Verschmutzungen und Feststofftransport im Wasser sowie bei Massenentwicklungen von Fadenalgen eingesetzt.

Bei der Salzverdünnungsmethode (oder auch Tracermethode) wird dem Wasser ein Markierungsstoff (Träger) zugesetzt. Anschließend wird der Salzgehalt des Wassers durch Konzentrationsbestimmung der entnommenen Wasserproben ermittelt oder durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit des Fließgewässers.

 

Niederschlagsmessung

  • Niederschlagsmessung mithilfe des Hellmann-Zylinders

Die Niederschlagsmessung mithilfe eines Hellmann-Zylinders erfolgt in 24 h-Intervallen, jeweils von 7 Uhr bis 7 Uhr des nächsten Tages. Die Ablesung der Niederschlagsmenge erfolgt dank spezieller Skalierung in mm/m2. Bedingt durch diese Versuchsaufbau lassen sich nur Punktmessungen und Tageswerte ermitteln, die Dauer und Intensität von Niederschlägen lässt sich so nicht erfassen. Auch birgt dieses Messverfahren diverse Messfehler. Aus dem Hellmann-Zylinder kann der Niederschlag durch Sonneneinstrahlung verdunsten (Vorratsverdunstung liegt in Deutschland bei ungefähr 1,4 %). Außerdem kann es zu Benetzungsfehlern kommen, bei denen Niederschlagsflüssigkeit im Auffangtrichter zurückbleibt (im Norddeutschen Tiefland beträgt dieser Fehler ungefähr 5,6 %). Die Aufstellung des Messzylinders führt zu einer Deformierung des Strömungsfeldes des Windes. Dadurch können feste Niederschläge (z.B. Schnee) aus dem Niederschlagsmesser "herausgeweht" werden. Mithilfe von so genannten Windschutzringen lässt sich dieser Windfehler jedoch minimieren.

 

Temperaturmessung

Verschiedene Temperaturwerte werden von den Studenten aufgenommen. Darunter sind die aktuelle Lufttemperatur in 2 Meter und 0,5 Meter über Boden, die maximale Temperatur eines Zeitintervalles (Tag) in 2 Meter und 0,5 Meter über Boden und die minimale Temperatur eines Zeitintervalles (Tag) in 2 Meter und 0,5 Meter über Boden. Meteorologische Stationsthermometer: sind Thermometer in Stabform mit Quecksilberfüllung. Der Messbereich beträgt zumeist -35 °C bis + 40 (+45) °C. Als Skaleneinteilung sind 1/5 K oder 1/10 K gebräuchlich.

  • aktuelle Lufttemperatur

Im für hydrometeorologische Anwendungen relevanten Temperaturbereich sind jedoch Quecksilber-Thermometer wegen der besseren Messeigenschaften den Thermometern mit organischen Thermometerflüssigkeiten vorzuziehen.

  • maximale Lufttemperatur

Maximumthermometer: sind ebenfalls Quecksilberthermometer. Sie werden zur Messung der höchsten, während eines Messzeitraumes (üblicherweise 1 Tag), aufgetretenen Temperatur verwandt. Die Aufstellung des Maximumthermometers erfolgt nahezu horizontal (Kapselende des Thermometers muss jedoch leicht höher liegen als das Thermometergefäß). Das Maximumthermometer ist ein Thermometer mit Abreißfaden. Deshalb weist die Bauform des Maximalthermometers die Besonderheit auf, dass die Kapillare unmittelbar oberhalb des Thermometergefäßes durch einen eingeschmolzenen Glasstift verengt ist. Dies ermöglicht die Fixierung des höchsten Temperaturwertes: Erhöht sich die Temperatur, dehnt sich das Quecksilber im Thermometergefäß aus und es wird durch die Kapillarverengung in die Thermometerkapillare gedrückt. Die Kapillarverengung ist so beschaffen, dass der Quecksilberfaden bei Abkühlung (und damit verbundener Volumenverminderung des Quecksilbers) abreißt. Damit verbleibt der Quecksilberfaden auf dem Stand des höchsten aufgetretenen Temperaturwertes.

  • minimale Lufttemperatur

Minimumthermometer: dienen der Messung des niedrigsten Temperaturwertes während des Messintervalles (üblicherweise 1 Tag). Wegen des Einsatzes zur Messung der tiefen Temperaturextreme haben Minimumthermometer eine Alkohol- oder Toluol-Füllung. Beim Minimumthermometer befindet sich innerhalb der Thermometerkapillare ein beweglicher Glasstift. Fällt die Temperatur, so verringert sich das Volumen der Thermometerflüssigkeit im Thermometergefäß. Infolge der Oberflächenspannung des Meniskus der Thermometerflüssigkeit wird der Glasstift mitgenommen. Steigt die Temperatur hingegen, so verbleibt der Glasstift auf seiner Position, da er von der Thermometerflüssigkeit umströmt wird. Damit sich der Glasstift sich nicht selbständig verlagert, ist das Minimumthermometer exakt horizontal zu justieren. Abzulesen ist der Messwert des Minimumthermometers an dem zum Kapselende weisenden (am dem Thermometergefäß abgewandten) Ende des Glasstiftes.

 

Psychrometrische Messungen

  • Psychrometrische Messungen mithilfe des Aspirationspsychrometers

Für psychrometrische Messungen werden häufig Aspirationspsychrometer verwendet. Dazu wird das Messgerät an einem dünnen Pfahl oder Baum aufgehängt. Das feuchte Thermometer wird mit destilliertem Wasser benetzt und anschließend der Federkraftaspirator gespannt. Dadurch wird ein Luftstrom erzeugt. Die Temperaturunterschiede können in der Regel nach 5 Minuten abgelesen werden. Zur Auswertung werden die Aspirationspsychrometer-Tafeln nach Sonntag verwendet.

 

Windwegmessung

Die Windwegmessung erfolgt an Schalenkreuzanemometern, die im Messgarten am Windmast in unterschiedlichen Höhen über Grund angebracht sind. Ein Schalenkreuzanemometer befindet sich auf 4 Meter Bodenhöhe, ein weiteres in 10 Meter Höhe. Für die Berechnung des Widnwegs werden Messungen zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten benötigt, um die mittlere Windgeschwindigkeit über das Zeitintervall (meist 24 h) berechnen zu können.

 

Grundwassermessung

  • Messungen des Grundwasserstandes mithilfe der Brunnpfeife

Die Brunnenpfeife dient der Messung des Grundwasserstandes. Dazu wird die Brunnenpfeife an einem entsprechend verkürzten Maßbande befestigt. Anschließend wird das Messgerät bis zum Wasserspiegel herabgelassen. Nach Ertönen des Pfeifsignals wird das Bandmaß bis zum Pegelnullpunkt abgesenkt und die Tiefe abgelesen. Nach Hochziehen der Brunnpfeife erfolgt das Abzählen der leer gebliebenen Rillen der Brunnenpfeife. Dabei entspricht eine Rille einem Zentimeter. Der zu ermittelnde Abstich ergibt sich aus dem Wert der Ablesung am Maßband plus der Anzahl der leeren Rillen an der Brunnenpfeife.

Bilder Messpraktikum
Pyranometer mit Schattenring
Digitale meteorologische Messstation
Wasserstandsmessung 1
Wasserstandsmessung 2
Grundwasserstandsmessung
Digitiale Niederschlagsmessung 1
Digitlae Niederschlagsmessung 2
 

Themen für Bachelor- und Masterarbeiten 2021

Themen für Bachelor- und Masterarbeiten Fachgebiet „Hydrologie und Geoinformation“

Anfragen an Prof. Dr. Frido Reinstorf (frido.reinstorf@h2.de, 0391/886 4480)

 

1. Bachelor-Arbeiten

Aufgabenstellung 1.1

Ermittlung einer Referenzverdunstung sowie der aktuellen und potentiellen Verdunstung mit unterschiedlichen Berechnungsansätzen im Untersuchungsgebiet des Schäferbaches mit anschließendem Vergleich der Ergebnisse

In der Arbeit sollen verschiedene Ansätze zur Berechnung der Verdunstung (Penman-Monteith, Haude, Grasreferenzverdunstung, etc.) angewendet werden, um die Wasserhaushaltskomponente Verdunstung (tatsächliche und potentielle Evapotranspiration (ETR)) zu bestimmen. Die verschiedenen Berechnungsformeln benötigen unterschiedliche Parameter, die alle durch die meteorologischen Messungen im Messgarten erfasst werden. Es soll ein Vergleich der Verdunstungsberechnungen erstellt werden, der zum Ziel hat die geeignetste Berechnungsmethode für das Untersuchungsgebiet zu ermitteln. Dabei soll auch auf die Komplexität der Formeln und dem unterschiedlich hohen Arbeitsaufwand eingegangen werden. Die Ansätze werden nach ihrer Genauigkeit, Robustheit, Zeitaufwand (z.B. Rechenzeit) und Parameterbeschaffung betrachtet.

 

Aufgabenstellung 1.2

Durchflussmessung entlang der Fließstrecke des Schäferbachs an mehreren Querprofilen mit geeignetem/n Messverfahren inklusive Auswertung und Erstellung einer Dokumentation

Der Abfluss des Schäferbachs wird im Messgarten durch einen Radarpegel und ein Thomsonwehr sehr genau erfasst. Eine detaillierte Erfassung des Abflussverhaltens entlang der Fließstrecke der Schäferbaches wurde bisher noch nicht durchgeführt. Veränderung der Abflussmenge über die Fließstrecke soll mittels einer oder mehrere geeigneter Messmethoden erfasst werden, dass eine Quantifizierung von Zuflüssen und Verlusten möglich ist. Dafür sollen geeignete Bachquerschnitte bestimmt und für zukünftige Wiederholungen der Messungen zu veränderten Abflussbedingungen festgelegt werden. Die Wiederholbarkeit der Messungen liegt im Vordergrund der Messung. Eine gute nachvollziehbare Dokumentation der Wahl der Methode, der Querprofile, sowie der Messtermine muss eine Reproduzierbarkeit der Messungen gewährleisten.

 

Aufgabenstellung 1.3

Rechnerische Bestimmung des Wasserhaushaltes eines Waldeinzugsgebietes vor und nach einem Sturmereignis mit massiven Windwurfschäden

Im Januar 2018 sind im Einzugsgebiet (EZG) des Waldbaches große Flächen Wald, hauptsächlich Fichte, durch den Sturm Frederike entwaldet worden. Dadurch sind sogenannte Windwurfflächen entstanden. Die anschließende Trockenheit der Jahre 2018 und 2019, und in Teilen 2020, sowie massive Schädlingsentwicklungen haben zu weiteren Schädigungen des Waldbestands geführt. Nach drei Jahren kann eine erste Bilanzierung der entwaldeten oder neu aufgeforsteten Flächen durchgeführt werden. In dieser Arbeit soll der Einfluss der freien Flächen auf den Wasserhaushalt des EZGs und hier insbesondre auf die Evapotranspiration ermittelt werden. Welche Auswirkungen sind in Zukunft noch zu erwarten?

 

Aufgabenstellung 1.4

Ermittlung des Niederschlagskorrekturfaktor für die Niederschlagsmessungen im Messgarten im Untersuchungsgebiet des Schäferbaches abhängig von Niederschlagsart, Niederschlagsmenge, Windgeschwindigkeit

Keine Messung ohne Fehler. Insbesondere bei der Erfassung des Niederschlages werden naturgemäß niedrigere Mengen erfasst, als tatsächlich gefallen sind. Die Haupteinflussfaktoren sind Wind, Niederschlagsmenge, Niederschlagsart, Lufttemperatur und je nach Messgerät noch weiter messgerättypische Fehler. Anhand der vielfältigen Niederschlagsmessungen im Messgarten im Schäferbach und weiterer meteorologischer Messwerte kann eine Analyse der Messfehler erfolgen. Ziel der Arbeit ist es einen Niederschlagskorrekturfaktor speziell für die Lage (orografische, geografische) im Schäfergrund zu bestimmen, mit dem sich die korrekte Niederschlagshöhe ermitteln lässt.

 

Aufgabenstellung 1.5

Vergleich der gemessenen Niederschlagsmengen mittels unterschiedlicher Niederschlagsmesser im Messgarten des Schäferbach-Untersuchungsgebiet

Der Messgarten im Untersuchungsgebiet des Schäferbaches ist mit einer hohen Anzahl an unterschiedlichen Niederschlagsmessern ausgestattet. Die Niederschläge werden mit unterschiedlichen Messmethoden, in unterschiedlichen Höhen über dem Erdboden, in unterschiedlicher zeitlicher Auflösung und unterschiedlicher Messwertgenauigkeit ausgegeben. In der Arbeit soll ein Vergleich zwischen den Messwerten der unterschiedlichen Messinstrumente erstellt werden. Es soll auf Vor- und Nachteile von Messmethoden eingegangen werden und eventuelle Verbesserungsvorschläge herausgearbeitet werden. Am Ende soll eine Entscheidung für eine Messdatenreihe oder eine Kombination von verschiedenen Messreihen erfolgen, die eine optimale Erfassung der Niederschläge im Messgarten, mit Berücksichtigung der orografischen und geografischen Gegebenheiten, ermöglicht.

 

2. Master-Arbeiten

Aufgabenstellung 2.1

Untersuchung des Steuerungspotenzials für den Wasserhaushalt in der Altmärkischen Wische/Nördliches Sachsen-Anhalt

Die Wische ist eine Region in der Altmark im Norden von Sachsen-Anhalt. Das Gebiet der Wische liegt zwischen den Städten Stendal, Wittenberg und Havelberg. Ein Teil der Wische gehört zur Verbandsgemeinde Seehausen (Altmark). Das Gebiet ist eben und ist natürlicherweise von Staunässe und hohen Grundwasserständen gekennzeichnet. Zur Ermöglichung einer landwirtschaftlichen Nutzung wurden im Gebiet vor Jahrzehnten zahlreiche Gräben angelegt, um eine Entwässerung zu erreichen. Das Gebiet liegt tiefer als der mittlere Hochwasserspiegel der Elbe. Durch die häufigen Überschwemmungen in der Zeit vor der Urbarmachung ist das Land sehr fruchtbar.

Für die im Gewässerentwicklungskonzept des Hauptfließgewässers Aland (IHU, 2015) untersuchten Gewässer ist aktuell der Einfluss der Wassernutzung (Entnahme und Einleitung) auf den Wasserhaushalt als gering einzustufen (BIOTA, 2010). Aufgrund der Hochwasserschutzdeiche (Aland und Biese) ist die ursprüngliche Auenfläche sehr stark verkleinert worden, wodurch sich der Retentionsraum deutlich verringert hat. Die hohe Dichte an Gräben zur Melioration des Gebietes wirken sich jedoch gerade in trockenen Zeiten eher negativ auf den Gebietswasserhaushalt aus, da eine zu starke Entwässerung stattfindet. Ein wichtiges Entwicklungsziel für den Wasserhaushalt im Untersuchungsgebiet ist daher die Verbesserung des Wasserrückhaltevermögens in trockenen Zeiten. In der Arbeit soll untersucht werden, welche Möglichkeiten sich zur Verbesserung des Retentionsvermögens bieten. Dabei sollen bauliche Maßnahmen, wie auch natur-basierte Lösungen untersucht und verglichen werden.

 

Aufgabenstellung 2.2

Aktualisierung der Wasserhaushaltsbilanzierung für den Wildenhainer Bruch im Presseler Heide- und Moorgebiet einschließlich Prognose der Auswirkungen des Klimawandels

 

Aufgabenstellung 2.3

Wasserhaushaltsbilanzierung für den Fiener Bruch im Jerichower Land einschließlich Prognose der Auswirkungen des Klimawandels

 

Aufgabenstellung 2.4

Wasserhaushaltsbilanzierung für das Bürgerholz bei Burg im Jerichower Land einschließlich Prognose der Auswirkungen des Klimawandels

 

3. Weitere mögliche Bachelor-Arbeiten (In Vorbereitung)

 

Aufgabenstellung 3.1

Ermittlung der Grundwasserneubildung im Untersuchungsgebiet des Schäferbaches anhand ausgewählter repräsentativer Grundwassermessstellen

 

Aufgabenstellung 3.2

Erstellen eine numerischen hydraulischen Abflussmodells für den Schäferbach anhand vorhandener Durchflussmessungen und Querprofilen zur Bestimmung von potenziellen Überflutungsflächen

 

Aufgabenstellung 3.3

Ermittlung von Bemessungshochwasserereignissen anhand von Bemessungsniederschlagsereignissen im Einzugsgebiet des Schäferbaches

 

Aufgabenstellung 3.4

Detaillierte Bestimmung der Flächennutzung im weiteren Untersuchungsgebiet des Schäferbaches anhand von digitalen Orthophotos (DOP)

 

Aufgabenstellung 3.5

Tracermessung zur Identifizierung von Quellen und Senken von Bachwasser

 

 

 Anfragen an Prof. Dr. Frido Reinstorf (frido.reinstorf@h2.de, 0391/886 4480)

Kontakt


Hydrologie und Geoinformatik

Forschungsstationsleitung

Prof. Dr. rer. nat. habil. Frido Reinstorf

Telefon: 0391/ 886 4480

E-Mail: frido.reinstorf@h2.de

 

Laboringenieur

Dipl.-Hydrol. Florian Merensky-Pöhlein

Telefon: 0391/ 886 4336

E-Mail: florian.poehlein@h2.de

Wasserwirtschaft BA

Wasserwirtschaft

MD

Magdeburg

Studienabschluss
Bachelor of Engineering

Studienart
grundständiges Bachelorstudium

Studienbeginn
Das Studium beginnt zum Wintersemester.
Bewerbungsschluss: 15.09. (deutsche Hochschulzugangsberechtigung) bzw. 15.08. bei uni-assist (ausländische Bildungsnachweise)


Regelstudienzeit
Die Regelstudienzeit beträgt 7 Semester.

Zulassungsbeschränkung
nicht zulassungsbeschränkt

Wasserwirtschaft MA

Wasserwirtschaft

MD

Magdeburg

Studienabschluss
Master of Engineering

Studienart
konsekutives Masterstudium

Studienbeginn
Das Studium beginnt zum Winter- und Sommersemester.
Bewerbungsschluss: Wintersemester: 15.09. / Sommersemester: 15.03. (deutsche Hochschulzugangsberechtigung) bzw. Wintersemester: 15.08. / Sommersemester: 15.02. bei uni-assist (ausländische Bildungsnachweise)


Regelstudienzeit
Die Regelstudienzeit beträgt 3 Semester.

Zulassungsbeschränkung
nicht zulassungsbeschränkt

Bemerkungen
besondere Zulassungsvoraussetzungen

Water engineering M.Eng.

Water Engineering

MD

Magdeburg

Studienabschluss
Master of Engineering

Studienart
konsekutives Masterstudium

Studienbeginn
Das Studium beginnt zum Winter- und Sommersemester.
Bewerbungsschluss: Wintersemester: 15.07. / Sommersemester: 15.01. (deutsche Hochschulzugangsberechtigung) bzw. Wintersemester: 31.05. / Sommersemester: 30.11. bei uni-assist (ausländische Bildungsnachweise)


Regelstudienzeit
Die Regelstudienzeit beträgt 3 Semester.

Zulassungsbeschränkung
nicht zulassungsbeschränkt

Bemerkungen
internationaler, englischsprachiger Studiengang
besondere Zulassungsvoraussetzungen

Hintergrund Bild