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WASSERRCKHALT IN WALDEINZUGSGEBIETEN Prof. Dr. Dieter Knig, Jrn Schulthei, M.Sc., Dr. Michael Tempel, Dr. Julian J. Zemke
Abteilung Geographie am Campus Koblenz der Universitt Koblenz-Landau

Einfhrung
Untersuchungen im NLP Hunsrck-Hochwald
Untersuchungen im Soonwald
Synthese
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WASSERRCKHALT IN WALDEINZUGSGEBIETEN

Was erwarten wir im Hinblick auf den Wasserhaushalt
von einem Wald?
von einem Moor?
von einem bewaldeten Hangmoorstandort in einem Nationalpark?
starken Wasserrckhalt, d.h. eine hochwasserdmpfende Wirkung und einen ausreichenden Trockenwetterabfluss. Die tatschlich Abflusssituation an vielen Standorten im Rheinischen Schiefergebirge stellt sich jedoch ganz anders dar:
starker und schneller Abfluss unmittelbar nach Starkregen sehr geringer Trockenwetterabfluss 3
EINFHRUNG: FRAGESTELLUNG

Arbeitsschwerpunkte der AG Physische Geographie in Koblenz:
Aufnahme abflussfrdernder Linearstrukturen (Wege, Rckgassen, Entwsserungsgrben) und Analyse ihrer Bedeutung fr das Abflussgeschehen
Untersuchung der Bden (u.a. im Hinblick auf ihre bodenhydrologischen Eigenschaften)
Durchfhrung von Beregnungsversuchen, die es erlauben, die Reaktion des Systems auf Starkregen vorherzusagen
Analyse der Abflussdynamik (und der wasser-gebundenen Stofftransporte) im Soonwald und im Nationalpark
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EINFHRUNG: ARBEITSSCHWERPUNKTE

Ziele der Untersuchungen
Verstndnis der hydrologischen Prozesse
Wissenschaftliche Begleitung und Evaluierung von Renaturierungsmanahmen
Beitrag zur Planung knftiger Renaturierungsmanahmen, z.B. : Grabenverschluss, Wegerckbau
Vernderung der Abflussprozesse in die richtige Richtung: Verlangsamung des Abflusses
Verminderung von Tiefenerosion
Verbesserung des dezentralen Wasserrckhalts 5
EINFHRUNG: ZIELE

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EINFHRUNG: UNTERSUCHUNGSGEBIETE

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UNTERSUCHUNGEN IM NATIONALPARK HUNSRCK-HOCHWALD Abflussdynamik eines durch Entwsserung geprgten Untersuchungsgebiets

1807
1808
1855
1914
1925
1939
1990
Beginn der Entwsserung
Franzsisch Preuisch Rheinland-Pflzisch
Planung von 46 km Grben
Ausdehnung Fichtenanbau
Hhepunkt der Grabenanfertigung
Kriegsbedingte Einstellung der Grabenanfertigung
Groteil der Brcher trockengelegt
Kriegsbedingte Einstellung der Grabenanfertigung
Ende der massiven Frderung der Entwsserung
1846
1878
Entw
urf und Bearbeitung: Jrn S
chulthei
Staunasse Hangmoore waren bis Anfang des 19. Jh. forstlich kaum nutzbar Ziel war daher: Erschlieung des Gebiets fr forstwirtschaftliche Nutzung Umwandlung von Weichholz-Niederwald in Fichtenbestnde

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HEUTIGES GRABENNETZ

Seit 2015 wird ein Teilgebiet des Nationalparks mit einem dichten Netz von Dauerpegeln und diskontinuierlichen Messstellen untersucht
Bisherige Erhebungen lassen bereits Rckschlsse auf hydrologische Prozesse im Untersuchungsgebiet zu
Beispielhaft sollen drei verschiedene Messstellen verglichen werden:
Pegel Tierchbruch 1 (Uni Koblenz)
Pegel Tierchbruch 3 (Uni Koblenz)
Pegel Abentheuer (LfU RLP / SGD Nord)
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ABFLUSSDYNAMIK UND WASSERRCKHALT
Tierchbruch
Abentheuer (7 km S)

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DETAILANSICHT DER TEILEINZUGSGEBIETE
Tierchbruch 3 Tierchbruch 1 Abentheuer
Entwurf und Bearbeitung: Julian Zemke

Die Berechnung der Abflussspende (Division der gemessenen Abflusswerte durch die Einzugsgebietgre) erlaubt es, verschiedene Einzugsgebiete zu vergleichen: Abflussspende-Hydrographen der drei genannten Pegel, kombiniert mit den Niederschlgen an der Wetterstation Httgeswasen des DLR RLP
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ABFLUSSDYNAMIK IM UNTERSUCHUNGSGEBIET

Anhand der Pegeldaten lassen sich Muster der Abflussprozesse erkennen: (1) Hohe Abflussspende in staunassen Gebieten (Tierchbruch 3) (2) Stark korrelierende Hydrographen
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Anhand der Pegeldaten lassen sich Muster der Abflussprozesse erkennen: (3) Schnelle Entleerung des Gebietsspeichers in Trockenphasen
Selbst der Pegel Abentheuer fllt Anfang Juni fast vollstndig trocken Bereits im Mrz deutliche Speicherleerung bemerkbar
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Anhand der Pegeldaten lassen sich Muster der Abflussprozesse erkennen: (4) Schnelles Ansprechen der Pegel bei Niederschlgen
Die Pegel weisen ein schnelles An- und Abklingen der Abflsse auf Insbesondere ist dies bei niederschlagsreichen Tagen der Fall (30.05.16)
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Anhand der zeitlich hoch aufgelsten (15 min) Pegeldaten zeigt sich:
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SCHNELLE ENTWSSERUNG DER GEBIETE
Der Niederschlagsinput wird binnen weniger Stunden verarbeitet
Eine nachhaltige Speicherfllung ist nicht gegeben
Degradierte Hangmoore haben aufgrund der Entwsserung ihre Funktion als dezentraler Wasserspeicher verloren

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UNTERSUCHUNGEN IM SOONWALD

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LAGE DER UNTERSUCHUNGSGEBIETE

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LAGE DER UNTERSUCHUNGSGEBIETE IM EINZUGSGEBIET DER NAHE

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ENTWSSERUNGSGRBEN IM SOONWALD

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Bestandsgrben 191.937 m
Wegseitengrben 102.791 m
durchschnittliche Grabennetzdichte
107 lfdm/ha

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Grabennetzdichte auf staunassen Flchen
(75% der Flche) 135 lfdm/ha

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ABFLUSSVERHALTEN AM BEISPIEL MODELLHANG HLZERKOPF
0
25
50
75
100
125
150
Q [l
/s]
Nd [mm/Tag] Modellhangabfluss [l/s]
0
20
40
6001
.11.
99
01.0
2.00
01.0
5.00
01.0
8.00
01.1
1.00
01.0
2.01
01.0
5.01
01.0
8.01
01.1
1.01
01.0
2.02
01.0
5.02
01.0
8.02
01.1
1.02
01.0
2.03
01.0
5.03
01.0
8.03
01.1
1.03
Nd
[mm
/d] 1999/2000 2000/2001 2001/2002 2002/2003
hohe Variabilitt der Abflsse
Abfluss auf Jahresbasis z.T. ber 50% des Niederschlags

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EINFLUSS DES GRABENNETZES
Modellhang Hlzerkopf

Modellhang Hlzerkopf
Modellhang Landwiesen
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EINFLUSS DER ENTWSSERUNGSGRBEN: FELDUNTERSUCHUNGEN

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EINFLUSS DER ENTWSSERUNGSGRBEN: (ERSTE) ERGEBNISSE
Modellhang Hlzerkopf Modellhang Landwiesen
Abflu
ss [l
/s]
Nd
[mm
/Tag
]
Modellhang Hlzerkopf Modellhang Landwiesen
Abflu
ss [l
/s]
Nd
[mm
/Tag
]
Abflussgang vor Grabenrckbau am Modellhang Landwiesen
Abflussgang nach Grabenrckbau am Modellhang Landwiesen
Folgen der Entwsserungsgrben: Erhhung der Abflussvolumina und der Scheitelabflsse

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AUSWIRKUNGEN / RELEVANZ
Bodenver-dichtung
Staunsse an Unterhngen
Anthropogener Return Flow
Einsatz schwerer Forstmaschinen
Brachflchen ohne Interzeption und
Transpiration
Flachgrndige Pseudogleye
Hunsrck-schiefer im Soonwald
Dichtes Rckegassen- und Wegenetz
Geringes Wasserrckhaltevermgen der
Soonwaldflchen
Windwurfschden
Bestockung mit Fichten
Anthropogenes Grabennetz
Wegseiten-grben
Ent-wsserungs-
grben
Soonwald Bad Kreuznach
Ressourcen-konomisch nachhaltige
Forstwirtschaft
Abflussgenese in anderen Teileinzugs-gebieten der Nahe
Unangepasste Bewirtschaftung weiterer Teilein-
zugsgebietsflchen
Abfluss-genese im Soonwald Geschwin-
digkeit
Volumen
Besiedlung der Nahe-Niederung
Unangepasste Baustruktur
Schadens- potentiale
Intensitt und Hufigkeit von Hochwasser-ereignissen der Nahe
Sach- und Personenschden
Gesellschaftlicher Druck
Bedarf an Hochwasser-
schutz Entwicklung von Aktionsplnen
Vorrangflchen fr den Hochwasserschutz
Hochwasser-frhwarnsysteme
Hochwasserschutz-vorrichtungen
Anpassung der Bauweise
Hochwasserschutz-manahmen
dezentral zentral
Vorsorge Gewsser-
renaturierung
Standortangepasste Forstwirtschaft
Ressourcen-konomisch und
kologisch nachhaltige
Forstwirtschaft

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AUSWIRKUNGEN AUF HOCHWASSEREREIGNISSE DER NAHE
Pegel Argenschwang (Grfenbach)
Pegel Schleifmhle (Ellerbach)
Pegel Bad Kreuznach (Nahe)
Bad Kreuznach

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SYNTHESE

Die bisher erzielten Ergebnisse dokumentieren:
Eine aufgrund der groen Grabendichte schnelle und hohe Abflussspende der staunassen Hangmoorbereiche
Eine schnelle Entleerung des hydrologischen Speichers in Trockenphasen und damit einen geringen Wasserrckhalt im Einzugsgebiet
Eine sehr schnelle Reaktion auf Niederschlagsereignisse und einen daraus resu

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