Department Catchment Hydrology
Wie können der Abfluss und die Wasserqualität in großen Flusseinzugsgebieten besser vorhergesagt werden? Welchen Beitrag leisten dabei Oberflächenwasser, Bodenwasser und Grundwasser? Werden hydrologische Extreme wie Hochwässer oder Dürren in Zukunft schlimmer? Welche natürlichen Wasservorräte sind in wasserknappen Regionen der Welt noch vorhanden? Wie werden sich die Wasservorräte hinsichtlich Quantität und Qualität in Zukunft verändern?
Genügend Wasser in guter Qualität verfügbar zu haben, ist essentiell. Das wissen besonders Menschen in den wasserknappen Regionen der Welt. Abzuschätzen, wie groß die Wasservorräte noch sind, in welcher Qualität das Wasser vorhanden ist und wie es den Menschen nachhaltig verfügbar gemacht werden kann, ist eine der großen Herausforderungen der Wasserforschung heute und in der Zukunft. Gerade in wasserarmen Regionen der Welt wie dem Mittleren Osten entwickeln sich der Bedarf und die Verfügbarkeit von nutzbarem Wasser aufgrund von Klimawandel und Bevölkerungsentwicklung stark auseinander. Und häufig sind gerade dort Daten und Beobachtungen, auf denen Abschätzungen aufbauen können, nur unzureichend vorhanden. Aber auch in Europa brauchen wir verlässliche Abschätzungen darüber, wie sich Wasserflüsse in Einzugsgebieten zukünftig verändern. Denn auch hier tragen Klima und der Einfluss des Menschen zu deutlichen Veränderungen bei. Häufigere und stärkere hydrologische Extremereignissen wie Dürren und Hochwasser etwa können zudem den Eintrag und die negativen Auswirkungen von Schadstoffen auf Wasserressourcen verstärken.
Doch wie können auch bei wenig verfügbaren Daten oder für hydrologische Extremereignisse zuverlässigere Vorhersagen erstellt werden? Hierfür forschen wir an der Entwicklung integrativer Monitoring- und Modellkonzepte. Das Monitoring beinhaltet eine Kombination verschiedener Informationsquellen wie Fernerkundung, Beobachtung von Oberflächen- und Grundwasser, chemische Analysen und Integration natürlicher Indikatoren, um hydrologische Prozesse regional möglichst umfassend analysieren zu können. Einen Schwerpunkt bilden dabei Isotopenuntersuchungen zur Analyse von Fließ-, Transport-, Austausch- und Abbauprozessen in Einzugsgebieten. Diese detaillierten Monitoringdaten können wiederum in hydrologischen Modellen verwendet werden. Mit Modellkonzepten, deren Struktur und Komplexität der jeweiligen Fragestellung und den vorhandenen Daten angepasst sind, werden Veränderungen des regionalen Wasserkreislaufes und hydrologischer Extremereignisse untersucht.
Wir forschen, damit Veränderungen im Wasserhaushalts und seinen Komponenten auf Einzugsgebietsebene besser analysiert und vorhergesagt werden können. Damit wollen wir eine Grundlage für ein nachhaltiges Wasserressourcenmanagement und einen wichtigen Baustein für Wassersicherheit im 21. Jahrhundert liefern.