Ermittlung der Verdunstung von Land- und Wasserflächen:
Gespeichert in:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bonn
Wirtschafts- und Verl.-Ges. Gas und Wasser
1996
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| Schriftenreihe: | Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau: DVWK-Merkblätter zur Wasserwirtschaft
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| adam_text | Titel: Ermittlung der Verdunstung von Land- und Wasserflächen
Autor:
Jahr: 1996
IV
Inhalt
Seite
1 Einleitung und Definitionen................................................................................................................................................................................................................................1
2 Grundlagen der Verdunstungsprozesse......................................................................................................................................................................................2
2.1 Verdunstung als Teil der Wasser-und Energiebilanz......................................................................................................................................................2
2.2 Physikalische Vorgänge................................................................................................................................................................................................................................................3
2.3 Biologische Vorgänge......................................................................................................................................................................................................................................................6
3 Kriterien für die Wahl der Verfahren zur Verdunstungsermittlung..................................................................................................8
3.1 Methodische Grundsätze zur Verdunstungsermittlung ................................................................................................................................................8
3.2 Kriterien für die Wahl und Anwendung der Verfahren ....................................................................................................................................................8
4 Messverfahren der Verdunstung..............................................................-................................................................................9
4.1 Direkte Verfahren ....................................................................................................................................................................................................................................................................9
4.1.1 Evaporimeter..................................................................................................................................................................................................................................................................................9
4.1.1.1 Atmometer und Atmographen ............................................................................................................................................................................................................................9
4.1.1.2 Verdunstungsgefäße..........................................................................................................................................................................................................................................................9
4.1.1.3 Floßverdunstungskessel .......................................................................................................................
4.1.2 Lysimeter ............................................................................................................................................................................................................................................................................................12
4.1.2.1 Methodische Grundlagen ..........................................................................................................................................................................................12
4.1.2.2 Fehlereinflüsse und Genauigkeitsanforderungen ..................................................................................................................................................................13
4.1.2.3 Lysimetertypen ..........................................................................................................................................................................................................................................................................14
4.1.2.4 Verallgemeinerung der Beobachtungsergebnisse von Lysimetern ............................................................................................................16
4.1.3 Wassergehaltsbestimmung im Boden......................................................................................................................................................................................................16
4.1.4 Turbulenz-Korrelations-Methode (Eddy Flux)................................................................................................................................................................................20
4.2 Indirekte Verfahren................................................................................................................................................................................................................................................................20
4.2.1 Gradientmessungen in der bodennahen Luftschicht........................................................................................................................................................20
4.2.2 Messung von Energiebilanzgrößen..............................................................................................................................................................................................................22
5 Berechnung der Verdunstung von Wasserflächen....................................................................................................................................................23
5.1 Aerodynamisches oder Dalton-Verfahren..........................................................................................................................................................................................23
5.2 Energiebilanzverfahren....................................................................................................................................................................................................................................................25
5.2.1 Bestimmung der Strahlungsbilanz..................................................................................................................................................................................................................26
5.2.2 Bestimmung der Wärmeinhaltsänderung............................................................................................................................................................................................28
5.2.3 Berechnung des Verdunstungswärmestromes..........................................................................................................................................................................28
5.3 Kombinationsverfahren....................................................................................................................................................................................................................................................29
5.3.1 Penman-Verfahren..................................................................................................................................................................................................................................................................30
5.3.2 Temperaturgleichgewichts-Verfahren........................................................................................................................................................................................................31
5.3.3 Vereinfachtes Kombinationsverfahren......................................................................................................................................................................................................32
6 Berechnung der Verdunstung von Landflächen ............................................................................................................................................................33
6.1 Potentielle Evapotranspiration............................................................................................................................................................................................................................33
6.1.1 Tatsächliche und mögliche Verdunstung - Gras-Referenzverdunstung ............................................................................................33
6.1.2 Einfache Verfahren................................................................................................................................................................................................................................................................34
6.1.3 Kombinationsverfahren und Ableitungen daraus ..................................................................................................................................................................36
6.1.4 Berücksichtigung unterschiedlicher Pflanzenbestände................................................................................................................................................39
6.1.5 Mögliche Verdunstung von unbewachsenen Böden........................................................................................................................................................40
6.1.6 Vergleich der nach verschiedenen Verfahren berechneten potentiellen Evapotranspiration ..............................40
6.2 Tatsächliche Verdunstung bewachsener Flächen ................................................................................................................................................................42
6.2.1 Berechnung langjähriger Mittelwerte von Jahres- und Monatssummen..........................................................................43
6.2.2 Berechnung der Verdunstungssummen einzelner Jahre............................................................................................................................................47
6.2.3 Berechnung der Verdunstungssummen einzelner Monate......................................................................................................................................48
6.2.4 Berechnung der Verdunstung für aufeinanderfolgende Einzeltage............................................................................................................51
V
Seite
6.2.5 Komplexe Verdunstungsmodelle....................................................................................................................................................................................................................52
6.2.6 Berechnung der Gras-Referenzverdunstung und ihre Nutzung ......................................................................................................................54
6.2.7 Kalibrierung anderer Verfahren mit der Gras-Referenzverdunstung .................................................... 55
7 Ermittlung der Verdunstung von inhomogenen Gebieten ............................................................................................................................56
7.1 Gebietsdurchschnitt aus räumlich differenzierter Berechnung..........................................................................................................................56
7.2 Verdunstungsberechnung nach dem Wasserhaushaltsverfahren..................................................................................................................59
7.2.1 Berechnungsansätze..........................................................................................................................................................................................................................................................59
7.2.2 Berechnung mittlerer Verdunstungshöhen........................................................................................................................................................................................61
7.2.3 Gebietliche Differenzierung der mittleren Verdunstungshöhen..........................................................................................................................62
7.2.4 Verdunstung in einzelnen Zeitabschnitten..........................................................................................................................................................................................64
7.3 Überschlagsverfahren........................................................................................................................................................................................................................................................68
8 Sonderfälle......................................................................................................................................................................................................................................................................................69
8.1 Interzeptionsverdunstung............................................................................................................................................................................................................................................69
8.2 Verdunstung von versiegelten Flächen....................................................................................................................................................................................................71
8.3 Verdunstung von Salzwasser................................................................................................................................................................................................................................72
8.4 Schnee- und Eisverdunstung................................................................................................................................................................................................................................72
8.5 Verdunstung von Hängen............................................................................................................................................................................................................................................73
8.6 Verdunstung von Mülldeponien..........................................................................................................................................................................................................................75
8.7 Potentielle und reale Evaporation von nicht oder nur teilweise bewachsenen Böden....................................................76
9 Gewinnung der Grunddaten für Verdunstungsermittlungen........................................................... 78
9.1 Meteorologische und physikalische Daten............................................................................................ 78
9.1.1 Durchführung meteorologischer Messungen................................................................................................................................................................................78
9.1.2 Rechnerische Ableitung meteorologischer Daten..................................................................................................................................................................82
9.2 Bodenkundliche und Landnutzungsdaten............................................................................................. 85
9.3 Hydrometeorologische Daten für Wasserhaushaltsverfahren..............................................................................................................................87
9.4 Tafeln zu Abschnitt 9..........................................................................................................................................................................................................................................................90
10 Literatur ..............................................................................................................................................................................................................................................................................................102
Anlagen
Anlage 1 : Kriterien für die Wahl der Verfahren zur Bestimmung der Verdunstung............................................................110
Anlage 2: Wägbare Lysimeter im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland........................................ 113
Anlage 3: Formelzeichen und physikalische Einheiten ........................................................................ 133
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