Schnee als Teil des Entwässerungssystems
Saisonales Wassermanagement vom Hoch- bis zum Tiefstand
Schnee in einem Gebirgseinzugsgebiet ist mehr als nur Winterniederschlag. Er ist ein temporärer natürlicher Wasserspeicher, der während der Kälteperioden Wasser sammelt und es während der Tauwetterperiode und der Schneeschmelze im Frühjahr allmählich wieder abgibt.
Es ist der Schnee, der maßgeblich bestimmt:
Quellwasser der Flüsse;
Feuchtigkeit der Gebirgsböden;
Grundwassersanierung;
Funktionsweise der Federn;
Beginn der Vegetationsperiode;
Sommerwasserversorgung;
Hochwasserwahrscheinlichkeit;
Hangstabilität;
der Zustand von Sümpfen, Wiesen und Überschwemmungsgebieten.
Gebirgsschneefelder und Schneedecken fungieren als natürliche Speicher, die Niederschläge der kalten Jahreszeit bis zum Einsetzen wärmeren Wetters speichern.
Das Hauptprinzip des Projekts:
Der Schnee muss nicht nur zurückgehalten, sondern auch im gesamten Einzugsgebiet richtig verteilt werden, um den Ort seiner Ansammlung, die Schmelzrate und die Richtung des Schmelzwassers zu steuern.
1. Schnee als saisonaler Wasserspeicher
Der Wassergehalt einer Schneedecke kann nicht allein anhand ihrer Höhe bestimmt werden.
Schnee gleicher Dicke kann völlig unterschiedliche Wassermengen enthalten:
Trockener Neuschnee hat eine geringe Dichte;
Verdichteter Schnee enthält mehr Wasser;
Nassschnee im Frühling kann sehr schwer sein;
Die Eiskruste lässt den tatsächlichen Wasservorrat optisch kaum erkennen.
Daher wird der wichtigste hydrologische IndikatorSchneewasseräquivalent (SWE)Die
SWE zeigt die Dicke der flüssigen Wasserschicht an, die sich bilden würde, wenn die Schneedecke vollständig schmelzen würde.
Vereinfachte Berechnung:
SWE = Schneehöhe × relative Schneedichte
Eine 1 Meter hohe Schneeschicht mit einer durchschnittlichen Dichte von 0,30 enthält beispielsweise etwa 300 Millimeter Wasser.
Für ein Einzugsgebiet ist nicht die durchschnittliche Schneehöhe von Bedeutung, sondern die Gesamtschneewasserverteilung nach Höhenlage, Hangneigung, Senken, Wäldern und offenen Flächen.
2. Der Verlauf des Schnees im Gebirgssystem
Schnee durchläuft mehrere aufeinanderfolgende Stadien:
Bildung von Sedimenten;
Verlust;
Windübertragung;
Akkumulation;
Verdichtung;
partielles Schmelzen;
Wiedereinfrieren;
Sättigung der Schneeschicht mit Wasser;
endgültiges Schmelzen;
Wasserdurchdringung des Bodens;
Oberflächenabfluss;
Speisung von Quellen und Flussbetten.
In jeder Phase kann das Wasser seinen Weg ändern.
Schneefall an einem Hang kann durch den Wind über das gesamte Einzugsgebiet getragen werden und das angrenzende Becken effektiv wieder auffüllen. Daher deckt sich das hydrologische Einzugsgebiet im Winter nicht immer vollständig mit dem topografischen Bergrücken.
3. Räumliche Verteilung des Schnees
Der Schnee in den Bergen ist extrem ungleichmäßig verteilt.
Seine Akkumulation wird beeinflusst durch:
Höhe;
Temperatur;
Windrichtung;
Kammform;
Hangexposition;
Steilheit;
Sonnenstrahlung;
Vegetation;
Felsvorsprünge;
Straßen;
künstliche Zäune;
Lawinentransfer.
Blaszonen
Üblicherweise anzutreffen:
auf offenen Gipfeln;
scharfe Kanten;
konvexe Bereiche;
Luvseitige Hänge;
in der Nähe von Windbeschleunigern.
An solchen Orten kann es zwar schneien, aber fast sofort wird der Schnee weitergetragen.
Akkumulationszonen
Folgende Formen entstehen am häufigsten:
hinter dem Bergrücken;
in Sätteln;
in den oberen Mulden;
hinter den Büschen;
in der Nähe des Waldrandes;
hinter Straßen und Dämmen;
in den Leetaschen.
Nicht alle Schneeansammlungen sind nützlich. Eine tiefe Schneetasche kann:
überlasten Sie den Hang;
eine Lawine bilden;
die Straße während der Schneeschmelze überfluten;
den Erdrutschboden übersättigen;
verzögern den Beginn der Vegetation;
Pflanzen beschädigen.
4. Aufgaben zur Schneeräumung
Das DREVO-System muss:
Einen Teil des Schnees in höheren Lagen behalten;
vollständiges Platzen verhindern;
Schnee mosaikartig verteilen;
Gefährliche große Schneeverwehungen vermeiden;
die Schneeschmelze im Frühjahr verlangsamen;
Schmelzwasser in stabile Gebiete leiten;
Infiltration erhöhen;
den Höhepunkt der Frühjahrsabflüsse verringern;
Federn instand halten;
keine Lawinengefahr schaffen;
Straßen und Infrastruktur instand halten.
Die Schneeretention kann nicht von der Berechnung des Schmelzwassers getrennt werden.
Jede neue Schneeansammlung deutet auf eine zukünftige lokale Wasserquelle hin.
5. Schnee auf Graten und Gipfeln
Auf dem Bergrücken selbst besteht die Aufgabe nicht darin, eine maximale Schneedicke zu erzeugen, sondern darin, ein vollständiges Wegwehen zu verhindern.
Geeignete Elemente:
niedrige Rasengräser;
Kriechsträucher;
Mosaikartige Pflanzeninseln;
niedrige Steinreihen;
halbdurchlässige Schneefanggitter;
grobes Mikrorelief.
Auf dem Bergrücken können sich hohe, dichte Barrieren bilden:
große Drift;
gefährliche Schneewächte;
starke Turbulenzen;
ein abrupter Schneetransfer in eine windabgewandte Mulde.
Daher sollte sich der Schnee in der oberen Zone allmählich halten.
6. Lebende Schneefangstreifen
Sträucher und Bäume können als lebende Schneezäune dienen.
Sie verringern die Windgeschwindigkeit, wodurch der verwehte Schnee auf der windabgewandten Seite abgelagert wird. Solche lebenden Schneebarrieren werden gezielt eingesetzt, um die Bildung von Schneeverwehungen zu verhindern.
Für Gebirgswassereinzugsgebiete ist jedoch eine sorgfältige Planung erforderlich.
Der richtige Live-Streifen
Es sollte heißen:
semipermeabel;
mehrstufig;
bestehend aus flexiblen Arten;
unterhalb der kritischen Bergrückenlinie gelegen;
weitab von der Straße;
in einzelne Teile zerrissen;
im Einklang mit den Schmelzwasserpfaden.
Falsche Fahrspur
Eine massive, dichte Wand ist zu Folgendem fähig:
die Straße mit Schnee bedecken;
eine Lawinentasche bilden;
eine übermäßige Menge Wasser ansammeln;
Schnee über einem instabilen Hang halten;
dies zu massiven Schäden an Pflanzen führen.
7. Künstliche Schneespeicherelemente
Während der Übergangszeit gilt Folgendes:
Holzgitter;
halbdurchlässige Netze;
Steinrücken;
niedrige Weidengeflechtbarrieren;
Schneeschilde;
kleine Erdformen.
Sie werden nicht dort installiert, wo es notwendig ist, den Schnee aufzuhalten, sondern dort, wo es notwendig ist, sein sicheres Fallen zu gewährleisten.
Vor der Installation Folgendes feststellen:
Richtung der Winterwinde;
geschätzte Länge der Schneefahne;
maximale Drifttiefe;
Wasseräquivalent der zukünftigen Akkumulation;
dem Pfad des Quellwassers;
Zustand des unteren Hangs;
Vorhandensein von Straßen und Gebäuden.
Ein Bauwerk, das Schnee gut zurückhält, kann hydrologisch gefährlich sein, wenn darunter kein Schmelzwassersammelsystem vorhanden ist.
8. Mosaikartige Schneespeicherung
Anstelle eines großen Speichers entsteht ein Netzwerk kleiner Schneefelder.
Sie befinden sich an folgenden Orten:
hinter niedrigen, buschigen Inseln;
in der Nähe von Steinreihen;
auf weitläufigen, stabilen Flächen;
in kleinen natürlichen Senken;
oberhalb der Infiltrationszonen;
abseits von Lawinenbahnen.
Vorteile des Mosaiksystems:
Das Wasser wird über ein großes Gebiet verteilt;
Die maximale Schneehöhe nimmt ab;
Der Schmelzvorgang beginnt nicht gleichzeitig;
Der Hochwasserscheitel nimmt ab;
Das Lawinenrisiko wird verringert;
Es werden verschiedene Pflanzengemeinschaften unterstützt.
9. Einfluss der Vegetation
Vegetation zur gleichen Zeit:
fängt fallenden Schnee ab;
ändert die Windgeschwindigkeit;
bildet Driften;
beschattet die Oberfläche;
verringert die Schmelzgeschwindigkeit;
leitet Schmelzwasser zu den Wurzeln;
verhindert Erosion.
Freifläche
Im offenen Bereich:
Schnee wird vom Wind stärker verweht;
erhitzt sich in der Sonne schneller;
kann schnell schmelzen;
anfälliger für die Bildung von Eiskrusten.
Sträucher
Sträucher:
Schnee gut halten;
kleine feuchte Inseln bilden;
Jungpflanzen schützen;
kann durch schweren, nassen Schnee beschädigt werden.
Wald
Wald:
fängt mit ihren Kronen einen Teil des Schnees ab;
ändert seine Verteilung;
Schatten auf die Schneedecke;
kann das Schmelzen verlangsamen;
erzeugt ein komplexes Mosaik aus offenen und geschlossenen Zonen.
Ein dichter Wald erhöht nicht immer die verfügbare Wassermenge: Ein Teil des Schnees bleibt auf den Baumkronen liegen und kann verdunsten oder sublimieren, bevor er den Boden erreicht.
10. Sonneneinstrahlung
Die Schmelzrate hängt stark von der Hangausrichtung ab.
Auf der Nordhalbkugel:
Südhänge erhalten in der Regel mehr Sonnenenergie;
Die nördlichen Gebiete behalten den Schnee länger;
Östliche Thermen erhitzen sich morgens schneller;
Im Westen ist die Nachmittagshitze besonders stark.
Das Gesamtbild hängt aber auch von Folgendem ab:
Trübung;
Winde;
Schattierung;
Höhen;
Staub auf dem Schnee;
Vegetation;
Lokale Hilfsmaßnahmen.
Die Konstruktion muss den Schnee so verteilen, dass nicht die gesamte Menge auf einmal schmilzt.
11. Staub- und Schneeverschmutzung
Dunkle Partikel verringern das Reflexionsvermögen der Schneeoberfläche und beschleunigen deren Erwärmung.
Quellen können sein:
nackter Boden;
Straßenstaub;
Sandstürme;
Brände;
Industrie;
Bauarbeiten;
Asche;
Hangerosion.
Der Schutz des Bodens vor Winderosion trägt daher gleichzeitig dazu bei, den Schnee länger zu erhalten.
Schnee in der Nähe von Straßen kann auch Folgendes enthalten:
Salz;
Kraftstoff;
Reifenabrieb;
Schwermetalle;
Müll.
Solches Schmelzwasser kann nicht ohne vorherige Schadstoffbewertung automatisch in Quellgebiete oder Trinkwassereinzugsgebiete geleitet werden.
12. Verdichtung und Eisschichten
Im Winter verändert der Schnee seine Struktur.
Folgendes kann darin gebildet werden:
dichte Windplatten;
Eiskrusten;
lose, schwache Schichten;
wassergesättigte Horizonte;
tiefer Raureif;
Staubschichten.
Diese Schichten beeinflussen:
Wasserdurchflussrate;
Stabilität der Schneedecke;
Lawinenwahrscheinlichkeit;
in dem Moment, in dem der Abfluss beginnt;
die Fähigkeit von Schnee, Regenwasser vorübergehend zurückzuhalten.
Eine Eiskruste auf der Bodenoberfläche kann die Versickerung behindern. In diesem Fall fließt Schmelzwasser auch in Gebieten entlang der Oberfläche, in denen der Boden normalerweise Niederschlag gut aufnimmt.
13. Gefrorener Boden
Das Verhalten des Schmelzwassers hängt nicht nur vom Schnee, sondern auch vom Zustand des darunter liegenden Bodens ab.
Es gibt drei mögliche Hauptzustände:
Ungefrorener Boden
Das Wasser kann allmählich in den Boden eindringen.
Teilweise gefrorener Boden
Die Infiltration erfolgt ungleichmäßig durch Risse und aufgetaute Bereiche.
Tiefgefrorener Boden
Der größte Teil des Schmelzwassers fließt als Oberflächenabfluss ab.
Diese Kombination ist besonders gefährlich:
große Schneereserven;
plötzliche Erwärmung;
Regen;
gefrorener Boden;
Zugefrorene Flussbetten.
14. Frühjahrsschmelze
Der Schmelzpunkt wird nicht nur durch die Lufttemperatur bestimmt.
Es wird beeinflusst von:
Sonnenstrahlung;
Trübung;
Luftfeuchtigkeit;
Windgeschwindigkeit;
warmer Regen;
Bodentemperatur;
Vegetation;
Staub;
Über Nacht wieder einfrieren.
Das allmähliche Schmelzen am Tag, gefolgt vom Gefrieren in der Nacht, führt in der Regel zu einer länger anhaltenden Freisetzung von Wasser.
Eine warme, bewölkte Nacht, starker Wind und Regen können zu kontinuierlichem Schmelzen über Nacht führen.
15. Regen auf Schnee
SzenarioRegen auf Schneeist eine der gefährlichsten für Gebirgswassereinzugsgebiete.
Während eines solchen Ereignisses:
Regen fällt auf die Schneedecke;
Warme, feuchte Luft überträgt zusätzliche Energie auf den Schnee;
Der Schnee beginnt schnell zu schmelzen;
Regen- und Schmelzwasser vermischen sich;
Die Schneeschicht wird gesättigt;
Wasser tritt an die Oberfläche oder sickert in die Flussbetten;
Der Hochwasserabfluss nimmt rapide zu.
Starker Regen auf schmelzender Schneedecke kann zu Sturzfluten führen, insbesondere wenn die Schneedecke tief ist und die Bodenfeuchtigkeit hoch.
Die Berechnung berücksichtigt Folgendes:
SWE-Reserve vor Regenfällen;
Lufttemperatur;
Regentemperatur;
Dauer des Niederschlags;
Windgeschwindigkeit;
Luftfeuchtigkeit;
Schneeverhältnisse;
Grad der Bodensättigung;
Vorhandensein einer Eiskruste;
Kapazität der Kanäle.
16. Kritische Szenarien
Für jedes Schneeeinzugsgebiet werden mindestens die folgenden Situationen modelliert.
Szenario 1. Allmähliche Frühjahrsschmelze
Grundlegender Betriebsmodus.
Szenario 2. Starke Erwärmung
Schnelles Schmelzen in allen Höhenlagen.
Szenario 3. Warmer Wind
Beschleunigtes Schmelzen und Sublimation.
Szenario 4. Regen auf Schnee
Summe aus Regen- und Schneeschmelze.
Szenario 5. Regen auf Schnee auf gefrorenem Boden
Geringe Infiltration und hoher Oberflächenabfluss.
Szenario 6. Schmelzen nach einem ungewöhnlich schneereichen Winter
Großer Gesamtwasservorrat.
Szenario 7. Schmelzen nach einem Brand
Weniger Vegetation, mehr Staub und schnellerer Oberflächenabfluss.
Szenario 8. Schmelzen bei Eisstau
Blockierung von Brücken und Flussbetten.
Szenario 9. Schmelzen durch eine Lawine
Eine plötzliche Bewegung von Schnee und Holz in den unteren Teil des Teichs.
17. Lawinen als Transportmittel für Wasser
Eine Lawine ist nicht nur eine gefährliche Schneebewegung. Sie verteilt auch Wasser innerhalb eines Einzugsgebiets um.
Avalanche ist zu Folgendem fähig:
Schnee vom oberen Hang entfernen;
sammelt es im Tal an;
den Wald durchbrechen;
Kanal blockieren;
einen temporären Schnee- und Eisdamm errichten;
Verzögerung des Schmelzens tief im Schutt;
eine späte lokale Überschwemmung verursachen.
Lawinenschnee kann aufgrund seiner größeren Dicke und Dichte deutlich länger bestehen bleiben als normale Schneedecke.
Daher werden Lawinenkegel in die Wasserbilanz des Beckens einbezogen.
18. Schneewächten
An den windabgewandten Rändern von Bergrücken bilden sich Gesimse.
Sie sind gefährlich, weil:
können plötzlich zusammenbrechen;
eine Lawine auslösen;
die Schneeverteilung verändern;
eine Last am Rand des Grates erzeugen;
Wege und Straßen gefährden;
Nach einem Einsturz konzentriert sich der Schnee in einer einzigen Senke.
Folgende Gegenstände dürfen nicht auf potenziellen Gesimsflächen angebracht werden:
Straßen;
Aussichtsplattformen;
Gebäude;
Stauseen;
wichtige Sensoren;
hohe Schneefangstreifen ohne Berechnung.
19. Eisstaus
Im Winter und Frühling kann Eis Folgendes bedecken:
Bäche;
Brücken;
Rohre;
enge Schluchten;
Straßengräben.
Nachdem die Blockade gelöst ist, bildet das angestaute Wasser eine scharfe Welle.
Deshalb ist es notwendig:
ausreichende Kanalbreite sicherstellen;
Vermeiden Sie kleine Rohre;
enge Durchgänge kontrollieren;
Füllstandsmessgeräte installieren;
einen Umleitungsweg für Wasser bereitstellen;
Klare kritische Punkte, bevor das aktive Schmelzen beginnt.
20. Schmelzwasserkaskade
Das Schmelzwasser muss ein sequentielles System durchlaufen.
Die erste Ebene ist die Schneedecke
Vorübergehende Wasserrückhaltung.
Die zweite Ebene ist Pflanzenstreu.
Verlangsamen und filtern.
Die dritte Ebene ist der Boden.
Grundwasserinfiltration und -neubildung.
Die vierte Ebene sind Mikrodepressionen.
Kurzfristige Akkumulation.
Fünfte Ebene – Oberläufe
Kontrollierte Oberflächenabflusssammlung.
Die sechste Ebene sind die Hangterrassen.
Verlangsamen und umverteilen.
Die siebte Ebene sind Täler und Überschwemmungsgebiete.
übermäßige Wasseraufnahme.
Ein Fehler auf hoher Ebene sollte nicht sofort auf die untere Ebene weitergegeben werden.
21. Schnee- und Frühlingsfütterung
Schmelzwasser ist für Quellen besonders wichtig, wenn:
Der Schnee schmilzt langsam;
Der Boden ist nicht vollständig gefroren;
Es gibt durchlässige geologische Schichten;
Es gibt keine schnelle Oberflächenentwässerung;
Die obere Zone wird nicht durch Straßen zerstört;
Das Wasser wird nicht in den benachbarten Pool umgeleitet.
Um eine Quelle wiederherzustellen, müssen nicht nur die Sommerregen, sondern auch das winterliche Schneegebiet berücksichtigt werden.
Manchmal liegt das Quellgebiet deutlich höher und weiter entfernt vom Wasserauslass selbst.
22. Schnee und Sümpfe
Bergmoore, Feuchtwiesen und Torfgebiete können Schmelzwasser aufnehmen und es allmählich wieder abgeben.
Sie:
die Hochwasserspitze verringern;
Sommerliche Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten;
Wasser filtern;
die Bäche speisen;
Ein Umfeld für seltene Arten schaffen.
Sie können jedoch nicht als unbegrenzter Speicher verwendet werden.
Ein bei Regen und Schnee völlig gesättigter Sumpf kann kaum noch zusätzliches Wasser aufnehmen.
23. Schnee und Straßen
Kamm- und Hangstraßen verändern sich:
Schneetransport;
Driftposition;
Richtung des Schmelzwassers;
Gefriertiefe;
Eisbildung;
Wasserscheidegrenzen.
Ein Straßendamm kann zu einer Schneesperre werden, und ein Graben kann zu einem Kanal für Schmelzwasser werden.
Es ist notwendig, im Voraus Folgendes festzulegen:
wo die Rutschgefahr entsteht;
wo der Schnee geräumt wird;
wo der geräumte Schnee gelagert wird;
Wohin fließt das Schmelzwasser?
Ist der Schnee mit Salz und Treibstoff verunreinigt?
ob die Durchlässe verstopft sind.
Es ist verboten, Straßenschnee direkt in Bäche und Quellgebiete zu kippen.
24. Kontrollierte Ausdehnung der Schneedecke
In bestimmten Gebieten ist es von Vorteil, den Schnee länger liegen zu lassen.
Dies wird erreicht durch:
Beschattung durch Sträucher;
Nordausrichtung;
Erhaltung der Waldinseln;
Schutz vor trockenem Wind;
Verringerung der Staubbelastung;
Mosaikartige Ansammlung;
Schutz von Schneefeldern vor Betreten.
Dieser Ansatz ermöglicht die Verlängerung des Wasserflusses in den Boden.
Es ist jedoch gefährlich, Schnee über Erdrutschgebieten, Straßen oder Gebäuden zu halten.
25. Beschleunigtes sicheres Schmelzen
Manchmal ist es im Gegenteil notwendig, die gefährliche Schneereserve zu reduzieren.
Dies könnte erforderlich sein:
über kritische Infrastrukturen;
in der Nähe des Lawinenfachs;
bevor starker Regen vorhergesagt wird;
in der Eisstauzone;
in der Nähe eines instabilen Damms.
Solche Maßnahmen erfordern eine professionelle Lösung.
Es darf nicht unkontrolliert verlaufen:
den Schnee verdunkeln;
Gesimse zerstören;
Schmelzwasser umleiten;
große Massen mechanisch abladen;
Chemische Reagenzien in natürlichen Wassereinzugsgebieten einsetzen.
26. Schneedeckenüberwachung
Das Überwachungsnetzwerk umfasst:
Schneemessstangen;
automatische Höhensensoren;
Schneekissen;
manuelle Schneerouten;
SWE-Dimension;
Wetterstationen;
Temperaturprofile;
Schneefeuchtigkeitssensoren;
Kameras;
Satellitenbilder;
Radar;
LiDAR;
Drohnen;
Bodentemperatursensoren;
Durchflussmesser für Bäche.
Ein einzelner Messpunkt repräsentiert nicht das gesamte Gebirgsbecken.
Erforderliche Stationen:
auf dem Bergrücken;
auf der Luvseite;
auf der windabgewandten Seite;
im Wald;
im Freien;
in der Mulde;
in der Nähe des Lawinenkegels;
in unterschiedlichen Höhen.
Nationale Schneeüberwachungssysteme nutzen außerdem eine Kombination aus Bodenstationen, Modellen und SWE-Karten, um den Wasserspeicher auf Beckenebene abzuschätzen.
27. DREVO Snow Digital Twin
Das digitale Zwillings-Schneemodul enthält:
Schneefallkarte;
Schneehöhe;
SWE;
Dichte;
Temperatur;
Eisschichten;
Luftfeuchtigkeit;
Windrichtung;
Windzonen;
Akkumulationszonen;
Gesimse;
Lawinenbahnen;
gefrorener Boden;
Schneeschmelzprognose;
Regen- und Schneevorhersage;
Zustand der Flussbetten;
Gefahr von Verkehrsstaus;
erwartetes Hydrograph.
Das Modell sollte folgende Fragen beantworten:
wie viel Wasser im Schnee enthalten ist;
wo genau befindet es sich?
wenn das Schmelzen beginnt;
welche Bereiche gleichzeitig zu schmelzen beginnen werden;
wie viel Wasser aufgenommen wird;
wie viel davon wird am Ende in den Flussbetten landen;
wo der maximale Durchfluss auftritt;
welche Tiefebenen überflutet werden könnten.
28. Frühwarnsystem
Grüne Stufe
Die Schneedecke ist stabil, das Schmelzen ist unbedeutend.
Gelbe Stufe
Die aktive Schneeschmelze am Tag setzt ein und der Boden wird feucht.
Orange Stufe
Es wird mit einer deutlichen Erwärmung oder Regen und Schnee gerechnet.
Rote Stufe
Hohes Risiko von Überschwemmungen, Lawinen, Eisstau oder Erdrutschen.
Schwarzpegel
Eine tatsächliche große Lawine, ein Durchbruch aus einem Stau oder eine rasche Überschwemmung.
Bei der Warnung müssen nicht nur die Niederschlagsvorhersage, sondern auch das aktuelle Schneewasseräquivalent (SWE), die Bodenbeschaffenheit und die Füllung der darunterliegenden Gewässer berücksichtigt werden.
29. Klimawandel
Die Schneefälle werden immer unberechenbarer.
Möglich:
spätere Schneebildung;
frühes Schmelzen;
steigende Schneegrenze;
mehr Winterregen;
weniger stabile Schneedecke;
häufigere Regen-auf-Schnee-Ereignisse;
scharfe Übergänge von Frost zu Wärme;
Verringerung der sommerlichen Flusszufuhr.
Die WMO stellt den Rückgang der Schnee- und Eisbedeckung in vielen Gebirgsregionen und deren Auswirkungen auf die Wasserverfügbarkeit und den Flusslauf fest.
Daher ist es unmöglich, ein System zu entwerfen, das ausschließlich auf historischen Durchschnittsdaten basiert.
Benötigte Skripte:
wenig Schnee im Winter;
ungewöhnlich schneereicher Winter;
milder Winter mit Regen;
frühes Schmelzen;
Später Schneefall nach Beginn der Vegetationsperiode;
mehrere Zyklen des Einfrierens und Auftauens.
30. Was man nicht tun sollte
In einem Schneeeinzugsgebiet ist Folgendes verboten:
Schätzung der Wasserreserven nur anhand der Schneehöhe;
eine riesige Schneelageranlage schaffen;
Schneefangstreifen anbringen, ohne das Schmelzwasser zu berechnen;
Schnee auf einem Erdrutschhang festhalten;
Lawinenbahnen mit Gebäuden blockieren;
Die Straße unter dem Dachvorsprung verlegen;
In Bereichen mit Eisstaus kleine Rohre verwenden;
kontaminierten Straßenschnee in Bäche kippen;
Bodengefrieren ignorieren;
Die Leeseite gilt als sicher;
Die Auslegung basiert ausschließlich auf durchschnittlichen Schneefällen;
Vergessen Sie Regen und Schnee;
Leiten Sie das gesamte Frühjahrsabwasser in einen einzigen Kanal.
31. Entwurfssequenz
Schritt 1. Kartierung
Die Zonen von Niederschlag, Ausbruch, Ablagerung, Lawinen und Schmelzen werden bestimmt.
Phase 2. Messung der Schneereserven
Höhe, Dichte und Schneewasseräquivalent werden geschätzt.
Schritt 3. Berechnung des Windtransports
Die tatsächliche Schneeverteilung zwischen den Hängen wird ermittelt.
Phase 4. Bodenanalyse
Frostdurchdringung, Infiltration und Hangstabilität werden geprüft.
Phase 5. Akkumulationsdesign
Es entstehen sichere, mosaikartige Schneetaschen.
Phase 6. Auslegung des Schmelzwasserabflusses
Der Weg des Wassers nach dem Schmelzen wird bestimmt.
Schritt 7. Berechnung extremer Ereignisse
Erwärmung, Schneeregen, Lawinen und Eisstau werden überwacht.
Phase 8. Überwachung
Das System überwacht den Schnee den ganzen Winter über.
Stufe 9. Adaptive Steuerung
Nach jeder Saison werden die Karten für Akkumulation und Schmelzwasserabfluss aktualisiert.
Das letzte Prinzip
Der Schnee ist der obere saisonale Wasserspeicher des gesamten Gebirgseinzugsgebiets.
Es muss gleichzeitig als Folgendes betrachtet werden:
Wasserversorgung;
Bodenschutz;
Quelle der Frühlingsernährung;
windgetriebene Masse;
Belastung von Pflanzen und Bauwerken;
Lawinenfaktor;
Überschwemmungsquelle;
Federkraftversorgungselement;
Teil der Klimaresilienz.
Ein ordnungsgemäß organisiertes Schneesystem:
verteilt Schnee über stabile Gebiete;
reduziert den Gesamtausbruch;
verursacht keine gefährlichen Abdriften;
verlängert die Wasserversorgung;
erhält Boden und Quellen;
verringert den Hochwasserscheitel im Frühjahr;
Übersteht extreme Überschüsse sicher.
Die Schneebewirtschaftung endet nicht mit dem Schneefall, sondern erst dann, wenn das Schmelzwasser sicher in den Boden eingedrungen ist, die unterirdischen Horizonte aufgefüllt hat oder durch das Einzugsgebiet zum Fluss und ins Tiefland geflossen ist.