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Unser Profil

GrunYin und Yangdlagenforschung und Ingenieurinnovation sind das Yin und Yang moderner Hydrologie. Von der Prozessforschung erwarten wir einerseits die grundlegende Verbesserung von Prognose- und Bemessungs-werkzeugen für die Ingenieurpraxis. Anderseits stößt man bei praxisorientierten Fragestellungen oft auf ganz grundlegende Probleme. Substantieller Fortschritt erfordert, dass diese beiden Pole in einem ausgewogenen Gleichgewicht stehen. Zur Gewährleistung eines nachhaltigen Praxistransfers gehört eine kontinuierliche und praxisnahe Erprobung und Anwendung der neuen Methoden sowie ein enger Kontakt zu den Anwendern (Behörden/Verwaltung, Verbände, Ingenieurbüros).

 

Grundlegende Herausforderungen bestehen in Einzugsgebieten der unteren Mesoskale (1 -200 km²). In Systemen dieser Skale werden die Prozesse des Wasserkreislaufs stark durch die räumliche Organisation der Landschaft geprägt: insbesondere organisierte vertikale und laterale Fließnetzwerke steuern bei Niederschlagsereignissen die schnelle Umverteilung von Wasser, Sedimenten und gelösten Stoffen. Diese Prozesse entziehen sich bislang aber noch einer direkten Beobachtung oder der Modellierung mit einfachen Konzepten. Aufgrund der geringen Größe solcher Gebiete „mitteln“ sich Fehler, die durch die unzureichende Beschreibung vor allem lateraler Fließprozesse entstehen, noch nicht heraus.

Unsere praxisnahe Forschung umfasst daher

  • die Echtzeithochwasservorhersage sowie die Hochwasserbemessung auf der (unteren) Mesoskala insbesondere im Hinblick auf Vorhersageunsicherheit und Klima- und Landnutzungswandel;
  • die Bemessung von Hochwasserrückhaltebecken und Stauhaltungen;
  • die Echtzeitbewirtschaftung von Stauhaltungen und Wasserstrassen;
  • die Modellierung von Schwermetallimmissionen und Schwermetalltransport in großen Flussgebieten;
  • den Transport und die Dynamik von Pflanzenschutzmitteln und Nährstoffen in ländlichen Gebieten.

Unsere Grundlagenforschung fokussiert auf

  • die Entwicklung verbesserter Modellkonzepte zur Beschreibung von Fließ- und Transportvorgängen in strukturiert heterogenen Landschaften. Dies umfasst Transport in der ungesättigten Bodenzone, Erosion und Hochwasser;
  • die Entwicklung verbesserter Feldmessstrategien und Integration geoökologischer Daten zur Charakterisierung hydrologischer Systeme und deren Organisation auf unterschiedlichen Skalen;
  • die Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur Messung und Charakterisierung von Niederschlägen, Bodenfeuchte, Abfluss und Schnee;
  • die Entwicklung von Metriken für hydrologische Ähnlichkeit und Vorhersageunsicherheit;
  • die Suche nach Organisationprinzipien zur Erklärung der raum-zeitlichen Organisation des Wasserkreislaufs und von Landschaften.