Operationelle Abfluss- und Hochwasservorhersage in Quellgebieten
Das Projekt OPAQUE hat sich zur Aufgabe gestellt, die operationelle Hochwasservorhersage für kleine Kopfeinzugsgebiete zu verbessern. Während für große Flussgebiete die Vorhersage von Hochwassern auf der Basis von Modellen gut funktioniert, ist eine Warnung in den Quellgebieten wegen der unmittelbaren Reaktion der Landschaft auf die Wassermengen oft unzureichend.
In der Hochwasser-Modellierung spielt die Beschreibung des Anfangszustandes des Einzugsgebietes zu Beginn eines hochwasserträchtigen Niederschlagsereignisses eine wichtige Rolle. Der Grad der Sättigung des Bodens zu diesem Zeitpunkt entscheidet wesentlich darüber, ob der hinzukommende Niederschlag vom Boden noch aufgenommen werden kann oder gleich in oberflächlichen Abfluss geht und damit zu stark erhöhter Hochwassergefahr führt. Es bedarf also einer kontinuierlichen und flächenhaften Beobachtung der Bodenfeuchte. Da Feldmessverfahren das nicht leisten können, wurde die Fernerkundung mit Radarsystemen in den letzten Jahren intensiv auf entsprechende Möglichkeiten getestet.
Das Radarrückstreusignal hängt neben der Wellenlänge, der Polarisation und dem Einfallswinkel der ausgesendeten Wellen hauptsächlich von den dielektrischen Eigenschaften der Zielfläche ab. Ein für Flusseinzugsgebiete typischer Landschaftsausschnitt sind vegetationsbestandene Bodenareale. Hier wird das Signal wesentlich geprägt von:
- dem Wassergehalt der Vegetation
- der Geometrie des Pflanzenbestandes (Bestandeshöhe, Bedeckungsgrad, Bestandesdichte, Orientierung, Schichtung)
- der Rauhigkeit des Bodens
- der Feuchte des Bodens
Erste Tests an ENVISAT ASAR Daten für das Einzugsgebiet der Weißeritz in Sachsen haben die Eignung dieser C-Band Daten für die geforderte Flächenabbildung gezeigt. Ein integriertes Messkonzept zur Ermittlung der Bodenfeuchte in Feldmessungen und die Abbildung der gleichen Feuchtesituationen im Satellitenbild wird im Frühjahr 2008 weitere Untersuchungen ermöglichen.
Das Projekt ist Teil des vom BMBF geförderten Projektes "Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse" RIMAX.
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