6.4 Modellierung der Interzeption

Die Interzeption läßt sich als hydrologischer Speicher modellieren: Füllung durch Niederschlagswasser, Speicherung (Interzeptionsspeicher: vorrübergehende Niederschlagszurückhaltung an Vegetationsoberflächen) und schließlich Entleerung durch den Verdunstungsprozess. Dieser Ansatz liegt allen gängigen Interzeptionsmodellen zugrunde. Unterschiede gibt es hinsichtlich der Modellierung des Speicherterms und der Ermittlung der aktuellen Transpiration (Hoffmann 1992).

6.4.1 Das Rutter-Modell

Als Beispiel soll hier kurz das Rutter-Interzeptionsmodell (Rutter & Morton 1977) vorgestellt werden. Es wurde entwickelt an einem Schwarzkieferbestand und berechnet:

  1. den abtropfenden Niederschlag NT in Abhängigkeit von der Kronenspeichermenge C (gespeicherte Wassermenge im Kronenraum), Festlegung von Cmax, bis zum Erreichen der Benetzungskapazität S ist NT = 0.
  2. die Verdunstungsrate über den Quotienten aus aktueller Kronenspeicherung C und S. Für den Fall C < S wird unterstellt, dass ETa/ETp = C/S.

Die strukturelle Gültigkeit des Rutter-Modells wurde von zahlreichen Studien bestätigt (Halldin 1979, Calder 1977, Pearce et al. 1980 u.a.).

Abb. 6.3: Darstellung des Interzeptionsspeichers mit dem Rutter-Modell (nach Gash & Morton 1978, verändert nach Kändler 1986). Erklärung der Symbole s.u.

6.4.2 Variablen und Parameter für die Modellierung der Interzeption

Zusammenstellung von Variablen und Bestandsparametern, die für mathematische Modellierungen der Interzeption bei Regen benötigt oder ausgegeben werden (nach Herrmann 1992, ergänzt):

Intensitätsvariablen

  • Freilandniederschlag NF
  • durchfallender Niederschlag ND
  • abtropfender Niederschlag NT
  • Stammabfluss NS
  • Kronendurchlass NK = ND + NT
  • Bestandsniederschlag NB
  • Evaporation E (= Interzeptionsverlust IV = NF - NB)

Hilfsvariablen

  • kurzwellige (Netto-) Strahlungsflussdichte QN-KV
  • langwellige (Netto-) Strahlungsflussdichte QN-IR
  • Gesamt- (Netto-) Strahlungsflussdichte
  • Ersatzwerte: Globalstrahlung, Sonnenscheindauer, Bewölkungsgrad, Albedo u.a.m.
  • Sättigungsdefizit E-e
  • Windgeschwindigkeit
  • aerodynamischer Widerstand rA
  • Rauigkeitslänge z0
  • Nullpunktverschiebung d

Bestandsparameter

  • Prozessparameter
    • Durchlaßkoeffizient p
    • Speicherkapazitäten: Kronenspeicher SK, Stammspeicher SST
    • (Dränageparameter D0, d0)
  • Formale Parameter der Forsteinrichtung (im Wald)
    • Baumart(en), Bestandsalter
    • Behandlung
    • Bonität, Holzvorrat, sommer-/immergrün,
    • Kronendimension und -form,
    • Überschirmungsgrad, KronenSchlussgrad,
    • Blattflächenindex LAI[m²/m²] (Tropen 8-10), Bestandskreisfläche,
    • Stammzahl [1/ha], Stammhöhe, Stammstärke;
  • Formale Parameter der Ertragskunde (hier bei Weizen)
    • Getreideart
    • phänomenologische Phase (von der Jahreszeit abhängiges Auftreten)
    • Blattflächenindex, Dichte der Anpflanzung