6.3 Bestimmung des Bestandsniederschlags

Die Kenntnis der Höhe des Bestandsniederschlags ist Vorausetzung für Aussagen und Konsequenzen im forsthydrologischen Bereich (Wasserbilanz), forstökologischen Bereich (Transportmittel für Nähr- und Schadstoffe) und im forstökonomischen Bereich (produktions- und risikobegrenzender Faktor (vgl. DVWK 1986). Auch beim Anwenden und Entwickeln von hydrologischen Modellen ist die Bestimmung des Bestandsniederschlages eine wichtige Komponente.

Die Niederschlagsmessungen des Deutschen Wetterdienstes werden auf Freilandmessstationen durchgeführt. Der Freilandniederschlag wird auch für die Berechnung des Gebietsniederschlags verwendet (Baumgartner & Liebscher 1996).

Hier einige wichtige Begriffe nach DIN 4049:

Durchfallender Niederschlag (engl. throughfall precipitation):
Niederschlag in einem Pflanzenbestand, der ohne Interzeption zum Boden gelangt.
Abtropfender Niederschlag (engl. drip precipitation) :
Niederschlag, der nach Interzeption auf den Boden fällt.
Kronendurchlaß:
Niederschlag, der sich aus durchtropfendem Niederschlag und abtropfendem Niederschlag zusammensetzt.
Stammabfluss, -ablauf (engl. stemflow):
Niederschlag, der an Baumstämmen und Pflanzenstengeln abfließend zum Boden gelangt.

Zur Ermittlung des Kronendurchlasses werden Rinnen (integrale Messtechnik, Stahlblech, 10,05 m lang, effektive Auffangfläche 1,6 m²) mit Kippschalensystem entsprechender Speichereinheit (Auflösung: 0,1 mm Niederschlagshöhe) eingesetzt. Zur Überprüfung der Repräsentativität der Rinnenmessungen wird ein Totalisatormessnetz empfohlen (ca. 10 Totalisatoren im Bestand zufallsverteilt aufstellen), die Messgenauigkeit wird mit Hilfe des Variabilitätskoeffizienten oder dem Stichprobenfehler beurteilt. Die ggf. auftretenden Messwertunterschiede zwischen Rinnen und Totalisatoren können mittels Wilcoxon-Test für Paardifferenzen oder mit Hilfe eines multiplen Vergleich bei mehreren Rinnen mit dem Wilcoxon-Wilcox-Test ausgewertet werden (vgl. DVWK 1986). Die auf den Stammabfluss entfallende Niederschlagshöhe hNS kann über das Verhältnis von Grundfläche G zu Messfläche F nach folgender Beziehung abgeschätzt werden:

Abschätzung des Stammabflusses
h NS = V NS g · G F
hNS Niederschlagshöhe des Stammabflusses [mm]
VNS Stammabflussmenge des Messbaumes [dm³]
g Grundfläche des Messbaumes [m²]
G Grundfläche aller Bäume auf der Messfläche [m²]
F Messfläche [m²]

Stammabflüsse sind bei glattrindigen Bäumen groß (z.B. Buche); bei raurindigen sehr gering, z.B. bei Fichte, bei einigen Nadelbäumen vernachlässigbar.

Abb. 6.2: Vorrichtungen zur Messung von Kronendurchlass (Rinne) und Stammabfluss (Manschetten) (oben) und Konstruktion von Manschetten (unten, links aus Moosgummi und rechts aus Klebeschaum, nach DVWK 1986, dort auch mehr zur Dimensionierung der Sammeltrommeln bzw. Kippschalen).

Regionalisierung unter Beachtung der Bestandsstruktur (räumliche Variabilität) und der phänomenologischen Phase des Bestandes (zeitliche Variabilität z.B. beim Koeffizient für den durchfallenden Niederschlag).