Messung der aktuellen Evapotranspirationsrate mittels des Tunnelverdunstungsmessers als Beitrag für ein besseres Verständnis des Wasserhaushalts einer Bergehalde
2 Technische Hochschule Georg Agricola - Forschungszentrum Nachbergbau
3 Westfälische Wilhelms-Universität - Institut für Geophysik
V 9.3 in Bergbau und Grundwasser
24.03.2022, 14:45-15:00, HS 3
Landschaftsprägende Baumaßnahmen, z. B. Bergehalden, nehmen Einfluss auf den Wasserhaushalt, indem der Oberflächenabfluss vergrößert sowie die Versickerungs- und Verdunstungsrate verändert werden. Oftmals sind die Größen der einzelnen Bilanzflüsse unbekannt.
Ein beträchtlicher Teil des Niederschlags geht vom flüssigen in den gasförmigen Zustand über. Die Messung der aktuellen Evapotranspirationsrate (Verdunstung) gehört dabei zu den am schwierigsten zu messenden Parametern des Wasserhaushalts (Hölting & Coldewey 2013). Eine zuverlässige Methode ist die Messung mittels des Tunnelverdunstungsmessers nach Werner (Werner 2000). Dieses Gerät ermöglicht die Direktmessung der aktuellen Evapotranspirationsrate von Grünland, nackten Böden und versiegelten Flächen. Bei der Messung werden zwei gleichartige Messflächen alternierend und kurzzeitig von einem an beiden Enden offenen, luftdurchströmten und lichtdurchlässigen Plexiglas-Halbrohr abgedeckt – ähnlich einem Tunnel. Mit diesem Tunnelverdunstungsmesser werden die Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und die Windgeschwindigkeit in dem Halbrohr während der Abdeckungsphasen hochauflösend gemessen. Mittels eines Algorithmus werden aus diesen Parametern 12-Minuten-Summen der aktuellen Evapotranspirationsraten berechnet.
Die Praxistauglichkeit dieser Messapparatur wurde bereits auf Grünland (Weiß et al. 2002) und auf wasserdurchlässigen Belägen (Starke et al. 2011) bewiesen. Hiermit wird die erstmalige Messung der aktuellen Evapotranspirationsrate auf einer Bergehalde eines ehemaligen Steinkohlenbergwerks beschrieben und die Ergebnisse einer einjährigen Messreihe vorgestellt. Der Tunnelverdunstungsmesser zeichnet sich innerhalb des Messzeitraums durch eine einwandfreie mechanische Betriebsweise und eine nahezu lückenlose Datenaufzeichnung aus. Klimabedingte Messlücken, etwa infolge erhöhter Niederschlagsraten oder von Nachtfrösten, wurden unter Rückgriff auf eine empirisch validierte Näherungsformel nach Dalton geschlossen. Die Untersuchung leistet einen Beitrag dazu, das Prozessverständnis des Wasserhaushalts einer Bergehalde zu erhöhen.
Hölting, B. & Coldewey, W.G. (2013): Hydrogeologie. Einführung in die Allgemeine und Angewandte Hydrogeologie. - 8. Aufl., 438 S., 137 Abb., 92 Tab.; Heidelberg (Springer).
Starke, P., Göbel, P. & Coldewey, W. G. (2011): Effects on evaporation rates from different water permeable pavement designs. – In: Water Science & Technology 63(11): 2619-2627, 2 Abb., 3 Tab.; London (IWA Publishing).
Weiß, J., Werner, J. & Sulmann, P. (2002): Erfahrungen mit dem „Tunnel“-Verdunstungsmesser beim Einsatz auf Grünflächen. - In: Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 46(5): 202–207, 8 Abb., 2 Tab.; Koblenz (Bundesanstalt für Gewässerkunde).
Werner, J. (2000): Die Erprobung einer neuen Messanordnung zur Verdunstungsbestimmung an Grünland. - In: Hydrologie und Wasserbewirtschaftung 44(2): 64–69, 7 Abb., 1 Tab.; Koblenz (Bundesanstalt für Gewässerkunde).
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