Hydrologie
Hydrologie Tests
Hydrologie Tests
Kartei Details
| Karten | 104 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Naturkunde |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 21.01.2015 / 24.01.2021 |
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GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 4
Die allgemeine Bodenabtragsgleichung setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen. Welche Aussagen treffen auf den in der allgemeinen Bodenabtragsgleichung enthaltenen Parameter Erosivität (Regenfaktor R) zu?
- Erfasst die aggregatzerstörende Wirkung der Regentropfen
- Beinhaltet die Transportwirkung des Landoberflächenabflusses
- Wird berechnet über kinetische Energie, Intensität, Dauer und Häufigkeit von Starkregen
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 5
Um Massnahmen zum Schutz gegen Erosion anzuwenden, ist es nötig die Erosionsgefahr abzuschätzen. Eine Möglichkeit hierfür bietet die allgemeine Bodenabtragsgleichung (ABAG bzw. USLE = Universal Soil Loss Equation). Was beschreibt die Bodenabtragsgleichung?
- Potentieller Bodenabtrag von einer landwirtschaftlich genutzten Fläche
- Bodenabtrag durch Flächenspülung und Rillenerosion im langjährigen Mittel
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 6
Unter Bodenerosion versteht man sowohl die flächenhafte Abspülung (Flächenspülung) als auch den linienhaften einschneidenden Abtrag (Rillenerosion) von Bodenmaterial durch fliessendes Wasser. Welche Faktoren wirken auslösend für Bodenerosion durch Wasser?
- Starkregen
- Schneeschmelze
- Beregnung der Landwirtschaft
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 7
Die allgemeine Bodenabtragungsgleichung setzt sich aus mehreren Faktoren zusammen. Welche Aussagen treffen auf den in der allgemeinen Bodenabtragsgleichung enthaltenen Bodenerodierbarkeitsfaktor K zu?
- Der Bodenerodierbarkeitsfaktor bezieht sich auf die Erosivität – Der Bodenerodierbarkeitsfaktor K entspricht dem mittleren Bodenabtrag je Einheit der Erosivität
- Beinhaltet die Grösse von Bodenteilchen und Bodengefüge – Neben der Grösse der Bodenteilchen und des Bodengefüges sind noch der Anteil an organischem Material und die Permeabilität des Bodens in der Berechnung von K enthalten
- Die Bodenerodierbarkeit entspricht der bodeneigenen Anfälligkeit gegenüber Erosion durch Wasser
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 8
Mittels der allgemeinen Bodenabtragsgleichung lässt sich der potentielle Bodenabtrag von einer landwirtschaftlich genutzten Fläche als Folge von Flächen- und Rillenerosion durch Wasser abschätzen. Welche der folgenden Parameter sind in der Bodenabtragsgleichung enthalten?
- Hangneigung und –länge
- Bodenschutzfaktor
- Bewirtschaftungsfaktor
- Erosivität
- Bodenerodierbarkeit
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 9
Bodenerosion durch Wasser führt weltweit zu Verlust von Kulturboden, sowie Stofftransport und Ablagerung, was von grosser volks- und wasserwirtschaftlicher Bedeutung ist. Unter welchen klimatischen Bedingungen ist die Erosionsanfälligkeit durch Wasser begünstigt (unter natürlichen Gegebenheiten)?
Semiarid – in semiariden Regionen ist genügend Niederschlag für Erosion vorhanden, aber die Feuchtigkeit reicht nicht aus, damit entsprechend stark schützende Vegetation wie in den Tropen wachsen kann
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 10
Bei der Untersuchung von Transportprozessen in Flüssen ist es von grosser Bedeutung zu wissen, wann eine Transportbewegung einsetzt. Hierfür kann der kritische Strömungsparameter von Shields benutzt werden. Was stellt der kritische Strömungsparameter nach Shields dar?
Dimensionslose Schubspannung
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 11
Die Berechnung des Geschiebetransports ist für zahlreiche Fragestellungen (z.B. Wasserbau) von grosser Bedeutung. Eine anschauliche Methode zur Quantifizierung des Geschiebetransports stellen die Formen von Meyer-Peter/Müller dar. Welche Parameter werden bei der Berechnung des Geschiebetransports nach Meyer-Peter/Müller berücksichtigt?
- Wasserdichte
- Kritische Schubspannung
- Stricklerkoeffizient
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 12
Die Schubspannung (shear stress) an der Flusssohle ist eine wesentliche hydraulische Grösse, mittels derer der Transport von Sedimenten beschrieben werden kann. Was ist die Schubspannung?
Kraft, die pro Flächeneinheit vom Gewässer auf die Flusssohle ausgeübt wird
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 13
Zur Beschreibung des Geschiebes sind vor allem die Korngrössen des Sediments von Bedeutung. Die Korngrössenverteilung kann bestimmt und graphisch dargestellt werden. Welche theoretische Verteilung kann an die Korngrössenverteilung angepasst werden?
- Normalverteilung
- Lognormalverteilung
- Fuller-Verteilung
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 14
Bei der Untersuchung von Transportprozessen in Flüssen ist es von grosser Bedeutung zu wissen, wann eine Transportbewegung einsetzt. Zur Bestimmung des Transportbeginns an der Flusssohle können verschiedene Faktoren herangezogen werden, wie beispielsweise die Schubspannung oder die Fliessgeschwindigkeit. Der kritische Strömungsparameter von Shields (Shields-Parameter) beschreibt den Transportbeginn in Abhängigkeit von der Sohlenschubspannung. Welche Faktoren sind im Shields-Parameter enthalten?
- Erdbeschleunigung
- Dichte des Wassers
- Korndurchmesser
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 15
Zur Beschreibung des Geschiebes in einem Fliessgewässer ist vor allem die Korngrössenzusammensetzung von Bedeutung. Wie kann die Korngrössenzusammensetzung des im Fluss vorhandenen Geschiebes bestimmt werden?
- Siebanalyse
- Maschensieb und Hydrometeranalyse
- Schlämmanalyse
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 16
Die Kenntnis des Sedimenttransports von Flüssen ist für viele ingenieurwissenschaftliche Fragestellungen von Bedeutung. Welche Möglichkeiten gibt es, suspendiertes Material zu messen?
- Punkt-integrierende Messeinrichtung
- Tiefenintegrierende Messeinrichtung
- Pumpsammelgerät
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 17
Sedimente die vom Hang erodiert werden, werden entweder an anderer Stelle abgelagert oder erreichen das Gewässernetz und werden so weitertransportiert. Die Feststoffe in einem Gewässer werden unterteilt in Schwimm- und Schwebstoffe sowie Geschiebe. Welche der folgenden Aussagen ist/sind korrekt?
- Schwebstoffe stehen entweder mit dem Wasser im Gleichgewicht (kein Dichteunterschied) oder werden durch Turbulenz in Schwebe gehalten – Je stärker die turbulente Strömung, umso grössere Körner können in Schwebe gehalten werden
- Schwebstoffe sind ungelöste anorganische oder organische Feststoffe
GESCHIEBETRANSPORT UND EROSION – 18
Der Sedimenttransport unterliegt komplexen Prozessen und ist abhängig von mehreren Faktoren. Welche Daten sind nötig, um die Prozesse des Sedimenttransports zu untersuchen?
- Fliessgefälle
- Flussquerschnitt
- Korngrössenverteilung
- Konzentration von suspendiertem Material
EINFÜHRUNG - 1
Im Verlauf eines starken, lang anhaltenden Regenereignisses ändern sich die innerhalb eines Einzugsgebietes charakteristischen (relevanten) Prozesse. Ausgangslage vor dem Regenereignis ist der Zustand nach einer langen Trockenperiode. Welche Prozesszustände sind zum Ende des Niederschlagsereignisses zu beobachten?
- Steigende Abflussrate: Immer mehr Gebietsflächen tragen zum Oberflächenabfluss bei, da die oberen Bodenschichten zunehmend gesättigt sind. Zudem steigt der Beitrag des Interflows im Verlauf des Ereignisses ebenfalls kontinuierlich an.
- Sättigung der Bodenschichten
Der Niederschlagsinput kommt zeitlich verzögert am Einzugsauslass (Pegel) an. Diese zeitliche Verzögerung (Retention) ist abhängig von den Speichereigenschaften und der Grösse des Einzugsgebietes. Die verschiedenen Abflusskomponenten weisen eine unterschiedliche Retention auf: Zuerst wird der Oberflächenabfluss am Pegel ersichtlich, dann der Zwischenabfluss und zuletzt kommt der Peak des Basisabflusses am Pegel an
EINFÜHRUNG - 2
Der hydrologische Kreislauf umfasst zeitabhängige Reservoire, die durch dynamische Prozesse miteinander in Austausch stehen. Welche der folgenden Bezeichnungen stehen für ein Wasserreservoir im globalen Wasserkreislauf?
- Atmosphärisches Wasser
- Ozeanisches und marines Wasser
- Oberflächengewässer
- Schnee
- Gletscher und Eispole
- Grundwasser
Niederschlag (Regen, Schnee, Hagel, Graupel, etc.), Infiltration, Schneeschmelze, Evapotranspiration und Abfluss (ober- und unterirdisch) sind dynamische Prozesse, die das Wasser innerhalb des hydrologischen Kreislaufs zwischen den Reservoiren transportieren. Dies kann mit Aggregatzustandsänderungen verbunden sein. Zudem kann das Wasser hierbei durch chemische oder physikalische Wechselwirkungen verändert werden.
EINFÜHRUNG - 3
Der Grossteil des weltweiten Wasservorkommens ist als Salzwasser in den Ozeanen gespeichert. Wie gross ist der prozentuale Anteil des Süsswassers am weltweiten Wasservorkommen?
- 2.5 %
Der Grossteil des weltweiten Wasservorkommens ist mit 96.5 % als Salzwasser in den Ozeanen gespeichert. Die restlichen 3.5 % verteilen sich auf Grundwasservorkommen, Oberflächengewässer, Eis, Schnee, etc.
EINFÜHRUNG - 4
Durch die Wasserhaushaltsbilanz eines Einzugsgebietes können unbekannte Grössen mittels der vorhandenen hydrologischen Parameter abgeschätzt werden. Welche der folgenden Prozesse werden bei der Analyse des Wasserhaushaltes eines EZG im Allgemeinen betrachtet?
- Niederschlag
- Infiltration
- Evaporation
- Transpiration
- Interzeption
Grundsätzlich werden Prozesse betrachtet, die einen physikalischen Wassertransport zwischen den verschiedenen Wasserreservoiren (Wasserspeicher) beschreiben. Die Transportprozesse sind von Zustandsgrössen wie Temperatur, chemischen Wasserparametern oder dem Aggregatzustand abhängig.
EINFÜHRUNG - 5
Für ein EZG kann für einen bestimmten Zeitraum Δt eine Wasserbilanz aufgestellt werden. Welche der folgenden Parameter sind Bestandteile der allgemeinen Wasserbilanzgleichung (= hydrologische Grundgleichung)?
- Niederschlag P(Δt) = Abfluss Q(Δt) + Evapotranspiration ET(Δt) + Speicheränderung ΔS (= S(t) – S(t-1))
Die Wasserbilanz über einen Zeitschritt Δt setzt sich zusammen aus dem in dieser Zeit gefallen Niederschlag (= Input), dem in dieser Zeit aus dem EZG (am Abflusspegel) geflossenem Abfluss (= Output) und der verdunsteten Wassermenge (= Verlust)
EINFÜHRUNG - 6
Im Verlauf eines starken, lang anhaltenden Regenereignisses ändern sich die innerhalb eines Einzugsgebietes charakteristischen (relevanten) Prozesse. Ausgangslage vor dem Regenereignis ist der Zustand nach einer langen Trockenperiode. Welche Prozesszustände sind nach dem Ereignis beobachtbar?
- Potentielle Evapotranspiration wird erreicht – Die potentielle ET ist gleichbedeutend mit der maximalen Verdunstung, die unter den gegenwärtigen Bedingungen (Einstrahlung, Temperatur) möglich ist. Direkt nach einem Niederschlagsereignis ist die Wasserverfügbarkeit nicht limitiert, sodass die maximal mögliche Wassermenge verdunstet.
- Abfluss erreicht Maximum und sinkt langsam aber unmittelbar wieder ab
- Oberflächenabfluss stoppt – Dies geschieht kurze Zeit nach Niederschlagsende
Nach dem Niederschlagsereignis nimmt der Zwischenabfluss langsam ab, da kein Wassernachschub mehr vorhanden ist. Die potentielle ET wird erreicht, da die Wasserverfügbarkeit nicht mehr limitierend ist. Der Grundwasserabfluss nimmt aufgrund seiner langen Reaktionszeit nur langsam wieder ab.
EINFÜHRUNG - 7
Auf welches Volumen wird das globale Wasservorkommen geschätzt?
Die Antwort lautet 1.34 * 109 km3
EINFÜHRUNG - 8
Im Allgemeinen kann die Betrachtung von hydrologischen Prozessen in die drei Raumskalen Mikro-, Meso- und Makroskala unterteilt werden. Die Grenzen zwischen den einzelnen Skalen sind fliessend. Dennoch können den jeweiligen Raumskalen charakteristische Systeme zugeordnet werden. Welche der folgenden Charakteristiken und Systeme werden der Mesoskala zugeordnet?
- Grundwasserleitet
- Flussgebiete
- Eine Fläche von 1 km2
- Einzugsgebiete
Die Raster von Klimamodellen sind der Makroskala zuzuordnen, während elementare Flüsse, Standorte, Hydrotope und eine Fläche von 100 m2 der Mikroskala angehören
EINFÜHRUNG - 9
Das EZG ist ein hydrologisches System, für das hydrologische Prozesse beschrieben werden können. Wie wird ein EZG definiert?
Gebiet, welches durch Wasserscheiden eingegrenzt wird. Niederschlag, der innerhalb dieser Fläche fällt, fliesst einem definierten Punkt am Vorfluter zu, in den das EZG entwässert und verlässt dort das EZG. Grundlegend für EZG ist, dass jeder Tropfen Niederschlag, der auf die Fläche des EZG fällt und danach oberflächlich abfliesst, an einer definierten Stelle im Fluss das System verlässt (Grenzlinie = Wasserscheide).
EINFÜHRUNG - 10
Welche Bezeichnungen repräsentieren einen Prozess im globalen Wasserkreislauf?
- Niederschlag
- Infiltration und Interzeption
- Verdunstung (Evapotranspiration)
- Abfluss
- Schneeschmelze
EINFÜHRUNG - 11
Im Verlauf eines starken, lang anhaltenden Regenereignisses ändern sich die innerhalb eines EZG charakteristischen (relevanten) Prozesse. Ausgangslage vor dem Regenereignis ist der Zustand nach einer langen Trockenperiode. Welche typische Situation liegt kurz vor dem Regenereignis vor?
- Evaporation findet statt – Diese ist allerdings stark eingeschränkt, da die Wasserverfügbarkeit in den oberen Bodenschichten durch die Trockenphase limitiert ist.
- Transpiration findet statt – Begrenzt auf Pflanzen mit tiefen Wurzeln bis zur wasserführenden Bodenschicht. Grundwasserspiegel ist abgesenkt
- Basisabfluss findet statt – Der gesamte Abfluss wird nur noch vom Grundwasseraquifer gespeist.
- Die obere Bodenzone ist ausgetrocknet.
Nach einer langen Trockenperiode ist die Evapotranspiration stark eingeschränkt, da die Wasserverfügbarkeit in den oberen Bodenschichten aufgrund der Trockenphase limitiert ist.
NIEDERSCHLAG - 1
Erreicht der Wasserdampfgehalt einer Luftschicht den Sättigungswert (z.B. infolge Abkühlung durch Aufsteigen der Luftmassen), bilden sich Wassertröpfchen (Kondensation des Wasserdampfes). Erreichen die Tröpfchen eine genügend grosse Masse, fällt Niederschlag. Je nach Ursache des Aufstiegs der Luftmassen lassen sich verschiedene Niederschlagstypen unterscheiden.
- Konvektive Niederschläge
- Zyklonale Niederschläge
- Orographische Niederschläge
Diese drei Niederschlagstypen haben folgende Ursachen:
- Radiatives Heizen der Erdoberfläche → vertikal aufsteigenden Luftmassen, verbunden mit atmosphärischer Instabilität, Gewitterwolken, hohe NS-Intensität
- Erzwungenes Aufsteigen der Luftmassen an einem Gebirge, (z.B. Föhnsituation: Niederschläge auf der Luv-Seite; trockene, wärmere Luft auf der Lee-Seite)
- Frontniederschläge, Warm- oder Kaltfrontniederschläge, lang anhaltend, geringere Intensität
Ordnen Sie die drei Haupttypen des Niederschlags je einer Ursache zu:
- A + 1
- B + 3
- C + 2
NIEDERSCHLAG – 2
Für die Ermittlung von Abflussgrössen muss der Niederschlagsinput, der an den Messstationen punktuell erfasst wird, mit Hilfe von Interpolationsverfahren auf die spezifische EZG-Fläche abgeschätzt werden (= Übertragung der Punktinformationen auf die räumliche Skala). Welche Interpolationsmethoden zur Bestimmung des Gebietsniederschlags kennen Sie?
- Isohyetenmethode
- Thiessen-Polygon-Methode
- Arithmetisches Mittel
- Kriging-Methode
NIEDERSCHLAG – 3
Wir wissen um die Existenz von Messfehlern. Hierbei stellt sich die Frage, ob man diese im Vorfeld verhindern kann oder zumindest im Nachhinein eine Korrektur möglich ist, wenn die Datenreihe bereits vorliegt. Welche Messfehler (systematisch, zufällig) sind leichter korrigierbar?
- Systematische Fehler
Systematische Fehler erstrecken sich zumeist über die gesamte Messreihe. Insofern die Ursache bekannt ist, kann die Abhängigkeit des Fehlers durch einen mathematischen Zusammenhang beschrieben und einfach korrigiert werden.
NIEDERSCHLAG – 4
Sevruk (1989) hat vergleichende Versuche mit im Boden versenkten und in 1.5 Meter Höhe installierten Niederschlagsmessgeräten durchgeführt. Dabei hat er die Abhängigkeit von systematischen Fehlern bezüglich Windgeschwindigkeit und Niederschlagsintensität untersucht. Was geschieht mit den prozentualen Fehlern D bei grösseren Niederschlagsintensitäten und gleichbleibender Windstärke?
Sie bleiben konstant
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