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Hydrologisches Observatorium Bode

Beschreibung des hydrologischen Observatoriums Bode

Das Bode-Flusseinzugsgebiet im TERENO Harz / Mitteldeutsches Tiefland Observatorium ist das zentrale Untersuchungsgebiet für Forschung im Bereich "Wasser" am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ. Beim Bode-Einzugsgebiet handelt es sich um einen mittelmaßstäbigen Mittelgebirgszug im Einzugsgebiet der Elbe (Fläche: 3.300 km ², siehe Abbildung 1; Duch Klicken öffnet sich ein größeres Bild).  Das Gebiet weist hohe topographischen Gradienten (Höhe: 55 - 1.100 m über NN) und hohe Klimavariabilität auf (mittlere Jahrestemperatur ca. 9°C.). Die mittlere jährliche Niederschlagsmenge beträgt 660 mm bei hoher räumlicher und zeitlicher Variabilität (450 - 1.600 mm; Maximum im Sommer). Die Geologie des Bode-Einzugsgebiet ist durch Schiefer und Tonstein im Quellgebiet (ca. ein Drittel des Einzugsgebietes) und tertiäre Sedimente mit Lößböden in den unteren Teilen des Einzugsgebietes (ca. zwei Drittel der Fläche des Einzugsgebietes) geprägt. Frühere Studien konzentrierten sich auf die Abflussbildung in kleinen Einzugsgebieten im Oberlauf des Bode / Selke River. Digitale Bodendaten sind im Maßstab 1:50.000 für das gesamte Einzugsgebiet verfügbar sowie mehrere Langzeitbodenuntersuchungen an mehreren Standorten für die verschiedenen Bodentypen im Einzugsgebiet. Das Gebiet ist im Wesentlichen von landwirtschaftlicher Nutzung (70% des Einzugsgebiets) geprägt. Der mittleren Höhenlagen des Harz werden hauptsächlich forstwirtschaftlich genutzt. Städtische Gebiete machen rund 6% (Gesamtbevölkerung 370.000) aus, Industriegebiete und Tagebaugebieten nehmen jeweils ca. 1% der Landoberfläche ein.

hydrological observatory large Das Einzugsgebiet ist eines der meteorologisch und hydrologisch bestausgestatteten Einzugsgebiete in Mitteldeutschland (Langzeit-Daten zu Abflußraten, Niederschlag, Klima). Das Bode-Einzugsgebiet hat ein bereits bestehendes dichtes Niederschlags-, Klima- und Abflußratenmeßnetzwerk (siehe Abbildung 1; Durch Klicken öffnet sich ein größeres Bild). Wetterradar vom Deutschen Wetterdienst ist auch verfügbar. Darüber hinaus gibt die Langzeitüberwachung der Gewässerqualität durch Umweltbehörden vor Ort (einige von ihnen zeichnen seit mehr als 50 Jahren auf). Die Verfügbarkeit von Wasser im Einzugsgebiet ist im Allgemeinen gut; ein Problem besteht nur in den unteren Teilen des Einzugsgebietes, in denen der mittlere jährliche Niederschlag unter 500 mm fällt.

Aktuelle Umfragen, die im Zuge der Umsetzung der WRRL durchgeführt wurden, legen nahe, dass es für 76% des Flusssystems unwahrscheinlich oder unsicher ist, einen guten ökologischen Zustand zu erreichen, verursacht durch hohe Nährstoffbelastung und erheblich veränderte Gewässermorphologie (29% unwahrscheinlich, 27% unsicher). Das Bode-Einzugsgebiet umfasst vier Grundwasserkörper, von denen drei als "in schlechtem chemischen Zustand" eingestuft wurden, verursacht durch diffuse Verschmutzung (Stand September 2006), jedoch sind alle derzeit in gutem Zustand in bezüglich der Wassermenge.

Die am weitesten verbreiteten Problem im Einzugsgebiet in Bezug auf Grundwasser / Oberflächenwassersysteme ist die Eutrophierung durch gelösten Einträge aus der Landwirtschaft (N, P). Zukünftige Landnutzungsänderungen (z.B. Umstellung auf Energiepflanzen) erhöhen möglicherweise landwirtschaftliche Ein die Oberflächengewässer. Der Klimawandel hat bereits
das hydrologische Regime verändert und könnte es weiter verändern (i) mit einer Zunahme von Niederschlägen im Winter, und der Abnahme der Sommerniederschläge und reduzierter Verweildauer des Wassers, (ii) mit Auswirkungen auf die ökohydrologischen Randbedingungen des Flusssystems und ( iii) mit veränderlichen Auswirkungen auf die Wechselwirkungen zwischen Grund- und Oberflächenwasser, vor allem in der Sommersaison.

Das Bode Flusseinzugsgebiet ist das zentrale Untersuchungsgebiet für wasserbezogene Forschung am UFZ. Als integraler Bestandteil des TERENO Beobachtungsnetzwerks wurde ein integriertes Beobachtungs -und Forschungskonzept eingrichtet, welches hydrologische, atmosphärische, biodiversitätsrelevante und boden
physikalische Untersuchungen durchführt. Dies wird zu skalenabhängigen intensiven Forschungsaktivitäten unterschiedlicher räumlicher Ausdehnung führen, von Punktstichprobenverfahren bis hin zur Fernerkundung , einem verschachtelten Ansatz  folgend. So bietet es die Möglichkeit für einen gemeinsames Bearbeiten zentraler Forschungsfragen vom Meßpunkt über die Meßparzelle bis zum ganzen Einzugsgebiet; es stellt auf eine Region ab, die empfindlich auf den Klimawandel reagiert, wo ein regionales Modell kalibriert wird, um es auf zukünfige Szenarien anzuwenden.

Integraler Bestandteil des Monitoringansatzes für verschachtelte Einzugsgebiete sind Intensivtestgebiete mit der Möglichkeit, mehrere hydrologisch, bodenkundlich und ökologisch bedeutsame Prozesse sehr detailliert zu untersuchen. Derzeit werden fünf Intensivtestgebiete einbezogen (klicken Sie auf den Titel für eine detailliertere Beschreibung): 

  • Hohes Holz - Wald-Ökohydrologie und Spurengasströme

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  • Sauerbach - Quantifizierung der Wasser- und gelösten Stoffströme in und außerhalb eines landwirtschaftlich intensiv genutzten Einzugsgebietes.

 intensive test site sauerbach large
  • Selke - Dynamik der hyporheischen Zone

 intensive test site selke large
  • Schäfertal - Erforschung der Funktionsweise terrestrischer Systeme mit neuen Beobachtungs-  und Modellierungsverfahren – ein interdisziplinärer Ansatz

 intensive test site schaeferbach large
  • Rappbode Talsperre - DOC, Wasser- und Materieströme im Trinkwasserspeicher und seinem Einzugsgebiet

 intensive test site rappbode large

 


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