Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, mit Hilfe eines hydrologischen Computersimulationsmodells unter Anwendung von Geographischen Informationssystemen den Wasserhaushalt und das Abflußgeschehen im "Deadhorse Creek Einzugsgebiet", Colorado, USA, und des Bröl Einzugsgebietes, Rheinisches Schiefergebirge, zu simulieren. Die Studien hierfür wurden anfangs am College of Forestry and Natural Resources der Colorado State University, Fort
Collins, Colorado, USA, durchgeführt und durch ein Fulbright-Stipendium getragen. Die Fortführung der Untersuchung erfolgte im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereiches 350 " Wechselwirkungen kontinentaler Stoffsysteme und ihre Modellierung" an der Universität Bonn, Geographische Institute, in der Abteilung für Geo-
hydrologie.
Ich möchte ich mich hierbei bei Prof. Dr. F. M. Smith bedanken, der mir bei den Studien in Colorado als ständiger Berater zur Seite stand.
Mein besonderer Dank gilt Prof. Dr. W.- A. Flügel, Abteilung für Geohydrologie der Universität Bonn, sowohl für die Übernahme des Referates als auch für die ständige und tatkräftige Unterstützung sowie für die vielen nützlichen Diskussionen, die wesentlich zum Gelingen dieser Studie beitrugen. Als Koreferent der Arbeit darf ich mich bei Prof. Dr. Zakosek, Institut für Bodenkunde der Universität Bonn bedanken.
Mein Dank gilt auch Dr. G. H. Leavesley, U.S. Geological Survey für die großzügige Überlassung des Modells PRMS und Mrs. L. Stannard für die Unterstützung bei der Anwendung des Modells.
Dank gilt auch allen Mitarbeitern der Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station des USDA Forest Services in Fort Collins, insbesondere Dr. Chuck Troendle und Dr. Todd Mowrer.
Allen Mitarbeitern der Abteilung Geohydrologie am Geographischen Institut, Universität Bonn, die am Gelingen der Untersuchung beitrugen, sei herzlich gedankt. Schließlich gilt mein Dank meiner Frau Barbara für ihre stetige Unterstützung und Anteilnahme bei der Erstellung dieser Untersuchung.
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Inhaltsverzeichnis
- Vorwort
- Einleitung
- Problemstellung
- Zielsetzung und Methodik
- Stand der Forschung
- Die Modellierung in der Hydrologie
- Die Anwendung von Geographischen Informationssystemen bei der hydrologischen Modellierung
- Das Precipitation-Runoff Modeling System (PRMS)
- Modellkonzeption und theoretische Entwicklung
- Simulation der Evapotranspiration
- Simulation der Bodenfeuchte
- Simulation des Oberflächenabfluß
- Simulation des Interflows
- Simulation des Grundwassers
- Simulation von Schneeschmelzprozessen
- Simulation des Gerinneabflußes
- Das Datenbanksystem ANNIE
- Untersuchte Einzugsgebiete
- Physiographie des Deadhorse Creek Einzugsgebietes
- Physiographie des Bröl Einzugsgebietes
- Vergleichende hydrologische Dynamik
- Ergebnisse
- Methodik und Anwendung der Geographischen Informationssysteme
- Einsatz des GIS ARC/INFO
- Einsatz des GIS SPANS
- Vergleich der angewendeten Geographischen Informationssysteme
- Methodik der Modellsimulationen
- Datenaufbereitung für ANNIE und PRMS
- Initialisierung, Kalibrierung und Parameterauswahl
- Optimierungsverfahren von Modellparametern
- Modellvaliderung
- Simulation des Abflußverhaltens vom Deadhorse Creek Einzugsgebiet
- Simulation des Abflußverhaltens vom Bröl Einzugsgebiet
- Methodik und Anwendung der Geographischen Informationssysteme
- Abschließende Diskussion
- Zusammenfassung/Summary
- Literatur
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Dissertation befasst sich mit der vergleichenden hydrologischen Modellierung unter Anwendung von Geographischen Informationssystemen. Das Ziel der Arbeit ist es, die Anwendung des Precipitation-Runoff Modeling Systems (PRMS) in Verbindung mit GIS-Techniken zur Simulation des Abflusses in zwei unterschiedlichen Einzugsgebieten zu untersuchen. Dabei werden die Leistungsfähigkeit und die Effizienz der GIS-gestützten Modellierung im Vergleich zu herkömmlichen Methoden bewertet.
- Anwendung von GIS-Techniken in der hydrologischen Modellierung
- Vergleichende Analyse der Modellierungsergebnisse in verschiedenen Einzugsgebieten
- Bewertung der Effizienz und Leistungsfähigkeit des PRMS-Modells
- Untersuchung des Abflussverhaltens in verschiedenen hydrologischen Systemen
- Entwicklung und Anwendung von Optimierungsverfahren für Modellparameter
Zusammenfassung der Kapitel
Die Dissertation beginnt mit einer Einführung in die Problemstellung und die Zielsetzung der Arbeit. Es werden die Grundlagen der hydrologischen Modellierung und die Anwendung von GIS in diesem Kontext erläutert. Kapitel 4 stellt das PRMS-Modell detailliert vor, einschließlich seiner Modellkonzeption, der Simulation verschiedener hydrologischer Prozesse und der Datenbasis. Die Kapitel 5 und 6 befassen sich mit dem Datenbanksystem ANNIE und der Beschreibung der untersuchten Einzugsgebiete. In Kapitel 7 werden die Methoden der GIS-gestützten Modellierung und die Ergebnisse der Simulationen präsentiert. Die Arbeit schließt mit einer Diskussion der Ergebnisse und einer Zusammenfassung der wichtigsten Erkenntnisse.
Schlüsselwörter
Hydrologische Modellierung, Geographische Informationssysteme, PRMS, GIS-gestützte Modellierung, Abflusssimulation, Einzugsgebiete, Deadhorse Creek, Bröl, ANNIE, Modellkalibrierung, Modellvaliderung.
- Quote paper
- Thomas Lüllwitz, Dr. (Author), 1993, Vergleichende Hydrologische Modellierung mit dem Modell PRMS unter Anwendung von Geographischen Informationssystemen, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/5957
