Waldstudie - Starkregenvorsorge und Klimaresilienz
Vermehrt leiden die Wälder in den vergangenen Jahren unter Stürmen, Dürren und Borkenkäferbefall. Die zum Teil extrem trockenen Witterungsbedingungen hinterlassen deutliche Spuren im Waldbestand, insbesondere zeigen sich deutliche negative Auswirkungen auf den Wasserhaushalt.
Wenn Regen fällt, kommt er oft als Starkregen. Dann fließt das Wasser zu schnell ab und belastet die unterhalb liegenden Siedlungsbereiche.
Die Frage ist, wo und wie kann man Regenwasser zurückhalten, damit es dem Wald wieder zu Gute kommen kann. Ziel ist es, Starkregen aufzufangen, zu sammeln und langsam an den Boden abzugeben. Mit Hilfe einer modellgestützten Studie soll geprüft werden, ob die Gießener Waldflächen als aktive Starkregenvorsorge genutzt werden können. Gleichzeitig soll die Klimaresilienz der städtischen Waldflächen gegenüber Hitze und Trockenheit verbessert werden.
1. Schritt: Herbst 2022 - Probenahmen
Um die Qualität des Waldbodens bewerten zu können, ist eine genaue Untersuchung des Oberbodens erforderlich. Zentrale Parameter der bodenhydrologischen Funktionen sind Bodenart, Lagerungsdichte, Hohlräume, Durchwurzelung, etc.
Die Untersuchung wird mit dem sogenannten „Pürckhauer-Bohrstock“ duchgeführt. Rammkernsondierungen werden dann noch zur Festlegung von Grundwassermessstellen erforderlich.
Die Bilder zeigen, wie der Bohrstock in den Boden getrieben und dabei die Bodenprobe zylinderförmig in den halboffenen Stab getrieben wird. Die Bodenprobe kann anschließend untersucht werden. Zu sehen sind die unterschiedlichen und wechselnden Schichtdicken. Anhand der Verfärbung und der Konsistenz der Proben können die Bodenbestandteile bestimmt werden.
2. Schritt: 2023 - Aufbereitung von Bodendaten
Aus den erhobenen Felddaten werden sogenannte bodenhydrologische Kennwerte ermittelt, um Feldkapazität, nutzbare Feldkapazität, Transmissivität und das Infiltrationsvermögen der Böden daraus abzuleiten.
3. Schritt: Frühjahr 2023 - Bau von zwei Grundwassermessstellen
Die Auswertung der Bodensondierungen ergab zwei Standorte für die Installation von Grundwassermessstellen (Tiefe bis 2 m unter GOK). Beide Messstellen liegen an einem Hangfuß. Bereits aus bodenkundlichen Karten ergaben sich Hinweise auf Wasseraustritte. Die Bodentypen Pseudogley und Braunerde-Gley zeigen Grundwassereinfluss an. Die regelmäßigen sowie im Anschluss an stärkere Niederschlagsereignisse durchgeführten Wasserstandsmessungen erlauben eine Beobachtung des oberflächennahen und für Bäume zur Verfügung stehenden Grundwassers im Untersuchungsgebiet.
4. Schritt: 2023 - Modellrechnung
Durch gekoppelte Bodenwasserhaushalts- und Oberflächenwasserabflussmodellierungen können Berechnungen erstellt werden, um die hydrogeologische Situation der Waldflächen zu bewerten. Das Retentionsvermögen im Starkregenfall wird ermittelt.
Als konkrete Maßnahme könnte ein „System der 1.000 Mulden“ entstehen. Ebenfalls könnte durch Abschläge von Waldwegen das Niederschlagswasser gezielt in Richtung Waldflächen geleitet werden.
Ergebnisse und Abschlussbericht Waldstudie
Die Modellierung zeigt die Bewässerungssituation der Waldflächen im Stadtwald Gießen und berechnet die Auswirkung möglicher Maßnahmen auf den Wasserhaushalt des Waldes. Ebenfalls wird die Rückhaltung eines Niederschlags im Starkregenfall ermittelt, was dem Schutz der unterhalb liegenden Siedlungsbereiche dient.
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Hier die mittlere Wasserbilanz über 23 Jahre mit Verdunstungs-, Oberflächenabflussmengen- und der Versickerungsleistung des Schiffenberger Waldes:
Für acht verschiedene Maßnahmen wurde die Abflussreduzierung im Starkregenfall (Tagesniederschlagssumme 91,9 mm) ermittelt, sowie die für das Überleben der Bäume in Trockenzeiten wichtige Gundwasser-Neubildung (GwN) mit dem Programm „SWAT“ - Soil and Water Assessment Tool) berechnet:
