Hydrologie: Eine Einführung für Ingenierure

I. Der Kreislauf des Wassers.- 1.1 Globale Betrachtung.- 1.2 Regionale Betrachtung.- 1.3 Komponenten der hydrologischen Bilanzgleichung.- Literatur.- II. Allgemeines über die Behandlung hydrologischer Meßdaten.- II.1 Prüfung hydrologischer Meßdaten auf Homogenität und Ermittlung von Trends.- II.2 Ermittlung periodischer Komponenten hydrologischer Meßdaten.- II.3 Statistische Analyse hydrologischer Meßdaten.- Literatur.- III. Der Niederschlag.- III.1 Die Entstehung des Niederschlages.- a) Konvektionsniederschläge.- b) Orographische Niederschläge.- c) Zyklonische Niederschläge.- III.2 Messung des Niederschlages.- III.3 Radarbeobachtung des Niederschlages.- III.4 Die Auswertung von Niederschlagsmessungen.- 111.4.1 Kontrolle und Ergänzung von Niederschlags-Meßreihen.- 111.4.2 Bestimmung der mittleren Niederschlagshöhe eines Gebietes (Gebietsniederschlag).- 111.4.3 Die Analyse einzelner Regenereignisse.- 111.4.4 Zeitliche und räumliche Verteilung des Niederschlages.- 111.5 Der Schnee.- Literatur.- IV. Evaporation und Transpiration.- IV.1 Bedeutung von Evaporation und Transpiration.- IV.2 Schätzung der Evaporation aus freien Wasseroberflächen.- IV.2.1 Empirische Methoden.- IV.2.2 Aerodynamische Transportgleichungen.- IV.2.3 Empirische Gleichungen, in welchen der Wind berücksichtigt wird.- IV.2.4 Methode der Energiebilanz.- IV.2.5 Die Methode von Penman.- IV.2.6 Direkte Messung der Evaporation.- IV.3 Die Evapotranspiration.- IV.3.1 Messung der Evapotranspiration.- IV.4 Ermittlung der Evapotranspiration aus der Wasserbilanz.- Literatur.- V. Das Wasser im Untergrund.- V.1 Einleitung.- V.2 Die Grundwasserleiter.- V.3 Kräfte, die im Untergrund auf das Wasser wirken.- V.4 Bewegung des Wassers im Untergrund.- V.5 Beziehungen zwischen Druck, Sättigungsgrad und Durchlässigkeit.- V.6 Infiltration und Perkolation.- V.7 Einfluß der Schichtung auf die Infiltration.- V.8 Die Strömung im Grundwasserbereich.- V.9 Instationäre Horizontalströmung im Untergrund.- Literatur.- VI. Der Abfluß und seine Bestimmung.- VI.1 Bestimmung des Abflusses.- VI.2 Meßstationen in natürlichen Gerinnen.- VI.3 Meßstationen mit künstlichen Kontrollquerschnitten.- VI.3.1 Meßstationen mit örtlicher Hebung der Sohle.- VI.3.2 Meßstationen mit örtlicher Reduktion der Breite.- VI.4 Die Messung des Wasserstandes.- VI.4.1 Der Lattenpegel und der Stechpegel.- VI.4.2 Registrierende Wasserstand-Meßgeräte.- VI.5 Eichmessungen.- VI.5.1 Punktmessungen der Geschwindigkeit.- VI.5.2 Ermittlung des Durchflusses aus punkteweise durchgeführten Geschwindigkeitsmessungen.- VI.5.3 Bestimmung des Abflusses nach dem Verdünnungsverfahren.- VI.6 Direkte Durchflußmessung mit der Ultraschall-Methode.- VI.7 Genauigkeit der Abflußmessungen.- Literatur.- VII. Einfluß des Einzugsgebietes auf die Beziehung zwischen Niederschlag und Abfluß.- VII.1 Allgemeines über die Beziehung zwischen Niederschlag und Abfluß.- VII.2 Interception und Depressionsspeicherung.- VII.3 Der Einfluß des Charakters des Einzugsgebietes auf den Abfluß.- Literatur.- VIII. Der Abfluß im Drainagesystem eines Einzugsgebietes.- VIII.1 Allgemeine Betrachtungen.- VIII.2 Die Berechnung des Abflusses in natürlichen Gerinnen.- VIII.3 Berücksichtigung einer unterschiedlichen Rauhigkeit in der Abflußbeziehung.- VIII.4 Der Abfluß in sedimentführenden Gerinnen.- VTII.5 Der Reibungsverlust in sedimentführenden Flüssen.- VIII.6 Einfluß des suspendierten Sedimentes auf die Reibungsverluste in Gerinnen.- VIII.7 Der Geschiebetransport.- Literatur.- IX. Analyse von Abflußganglinien.- IX.1 Form der Abflußganglinie.- IX.2 Analyse des Rezessionsteils einer Abflußganglinie.- IX.3 Die charakteristische Rezessionskurve eines Einzugsgebietes.- IX.4 Abtrennung des Basisabflusses.- IX.5 Beziehung zwischen Hyetogramm und Abflußganglinie.- Literatur.- X. Niederschlag-Abfluß-Modelle.- X.1 Methode der Einheitsganglinie (Unit Hydrograph).- X.1.1 Modellvorstellung und Annahmen.- X.1.2 Ermittlung der Einheitsganglinie.- X.1.3 Ermittlung der Einheitsganglinie für verschiedene Einheitszeiten.- X.2 Synthetische Einheitsganglinie.- X.2.1 Methode von Snyder (USCE).- X.2.2 Methode der Soil Conservation Service (USDA).- X.3 Konzeptuelle Modelle.- X.3.1 Das Laufzeitverfahren (Rationale Methode).- X.4 Schneeabfluß-Modelle.- Literatur.- XI. Extremwerte des Abflusses (Hochwasservoraussage).- XI.1 Empirische Methoden zur Schätzung der Extremwerte von Hochwasser abflüssen.- XI.2 Die Frequenzanalyse von Hochwasserereignissen.- XI.2.1 Theoretische Verteilungsfunktionen.- XI.2.2 Durchführung der Frequenzanalyse mit Hilfe von Frequenzfaktoren.- XI.2.3 Anwendung der Frequenzanalyse.- Literatur.- XII. Langzeitanalyse von Abflußmessungen.- XII.1 Ergänzung von Meßreihen.- XII.2 Zeitliche Verteilung des Abflusses. Die Abflußregime.- XII.3 Auswertung langjähriger Messungen des Abflusses.- XII.4 Künstliche Seen und ihre Dimensionierung.- XII.5 Einfluß der Seen auf den Abfluß. Die Seeretention.- Literatur.