Man kann sich, wie in Abbildung 2-1 dar­ge­stellt, im Untergrund dieser Feucht­flächen AN einen Be­zugs­was­servorrat SAN und ein ent­spre­chen­des „Normal­niveau“ des Grund­was­serspiegels vor­stellen, bei des­sen Unterschreitung kein „Eigen­abfluss“ der Fläche AN ent­steht (wie er bei über dem „Nor­mal­niveau“ liegendem Grund­was­ser­spie­gel auf­tritt).

Es bietet sich an, einen „Eigenwasservorrat SAN“ für die Feuchtflä­chen AN zu de­fi­nieren, der bei Eintreten des zu­vor erklär­ten „Normalniveaus“ gleich Null ist.

Bei positiven SAN sind gesättigte Flä­chenanteile AS vorhanden und es wird unterirdischer Abfluss RN gebildet.

Abbildung 2-1: Schematische Darstellung der grundwassernahen Flächen

In dem zur Beschreibung dieser Zusammenhänge entwickelten, spe­ziel­len Feuchtflächenmo­dell ANSAT wird zu­nächst geprüft, welche System­be­din­gungen vorliegen. Dazu wird SAN vorübergehend um den gesamten Input PO erhöht (später wieder um den oberflächlich von Sätti­gungsflächenanteilen und durch Infiltrationsüberschuss gebil­deten Effektivniederschlag reduziert) :

mit PO als Nie­der­schlags­angebot an der Oberfläche (in der Regel Output des Inter­zeptionsmodells).

Bei der Ermittlung der wasser­ge­sät­tigten Flä­chenanteile AS wird von folgender Überlegung aus­ge­gangen.

Analog dem oben definierten „Normalniveau“ des Grundwasser­spie­gels auf der Fläche AN, für das SAN=0 gesetzt wurde, gibt es ein denk­ba­res „Maximalniveau“ für die Füllung der Nassflä­chen SMXN, das durch Erreichen der Wassersätti­gung im gesamten Po­renraum der Flä­che AN ge­kennzeichnet ist. Die Fläche AN wirkt dann insgesamt als Sät­ti­gungsfläche (AS=AN) und erzeugt bei PO > 0 oberirdi­schen Landabfluss RO.

Geht man nun davon aus, dass die Sät­ti­gungs­fläche AS zwischen den bei­den Extremen (AS=0 für SAN < 0 und AS=AN für SAN=SMXN) linear von SAN abhängt (vgl. Abbildung 2-2), so er­gibt sich als Nähe­rung fol­gender Be­rech­nungs­an­satz für AS :

Abbildung 2-2: Sättigungsflächen auf AN

Auf diesen Flächenanteilen AS kann max. die Wassermenge einsic­kern, die zum gleichen Zeitpunkt unter­ir­disch wieder ausfließt und die sich er­gibt zu :

mit CN als Einzellinearspeicherkonstante für die Fläche AN. Damit lässt sich der auf AS an­fal­lende Effektivniederschlag ermit­teln mit

und die einsickernde Wassermenge PSOsat als Zugang zu SAN auf AS ergibt sich zu

Die tatsächlichen Berechnungsformeln in ANSAT beziehen sich auf die Mitte des Be­rech­nungs­zeit­schrit­tes DT und sehen somit etwas komplizierter als die oben an­geführten aus.

Steuerung der Sättigungsflächenbildung im EGMO-Ansatz

Im EGMO-Ansatz wird die Sättigungsflächenbildung über einen Ansatz gesteuert, der eine aktuelle Speicherfüllung ins Verhältnis setzt zu einer max. und einer min. Sickerwasserspeicherkapazität. Die max. Speicherkapazität Smax ergibt sich aus dem Grundwasserflurabstand, bezogen auf die Differenz zwischen Gesamtporenraum und Feldkapazität, die minimale Smin zu 0. (s. Abb. 2.2 in der Dokumentation EGMO). Die Speicherkapazität auf den grundwassernahen Flächen ergibt sich somit zu

In der bisherigen Modellversion war FAK = 0.5, d.h. gemäß Doku, Teil 2 – Modell EGMO Abb. 2.2. fest im ProgrammCode integriert. Um dies flexibler zu gestalten und um eine Möglichkeit zu haben, den Sättigungsabflussbildungsprozess zu kalibrieren, wurde der FAK als Eichparameter SAETTIGUNGSABFLUSSFAKTOR in der der modul.ste im Block ABI_MODELL integriert.

modul.ste

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ABI_MODELL
WASSERHAUSHALTSMODELL      WH_ZR   /* WH_RZ, WH_ZR - wird nur ausgewertet, wenn   */
                                  /* Wasserhaushaltsmodell separat gerechnet wird*/
ZEITFAKTOR_NIEDERSCHLAG    1.0     /* fuehrt zur Reduktion des kf-Wertes          */
                                  /* bei geringer Zeitaufloesung                 */
*MET_VORGESCHICHTE         0.7    /* 0. fuer trocken bis 1.0 fuer feucht         */
VERDUNSTUNGSREDUKTION      0.9    /* 0. fuer stark   bis 1.0 fuer schwach        */
                                 /* je groesser die Reduktion, desto groesser ER*/
                                 /* je groesser die Reduktion, desto geringer GWN*/
SAETTIGUNGSABFLUSSFAKTOR 1.0     /* wachsender Faktor bewirkt eine Reduzierung   */
                                 /* des Saettigungsflaechenabflusses (0.5 Standard)*/
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Der SAETTIGUNGSABFLUSSFAKTOR kann auch über die GIS-Datenbasis eingelesen werden. Dazu ist der tg.sdf das Steuerwort SAETTIGUNGSABFLUSSFAKTOR angegeben werden. Wenn das Steuerwort aktiviert ist wird der globale Faktor in der modul.ste nicht eingelesen, sondern die in der tg.sdf angegebenen Werte verwendet.

tg.sdf

SAETTIGUNGSABFLUSSFAKTOR   Satt_Fak