Grundsätze der Ermittlung hydrologischer Einzugsgebiete
Jedes Fließgewässer besitzt ein Einzugsgebiet, aus welchem es seinen Abfluss bezieht. Bei Niederschlag entscheiden die hydrologischen Einzugsgebietsgrenzen in welchen Bach oder Fluss das Niederschlagswasser letztlich mündet. Je nach Lage innerhalb des Einzugsgebietes benötigt das abfließende Wasser kürzer oder länger bis der Vorfluter erreicht ist. Die Kenntnis über Eigenschaften von Einzugsgebieten ist folglich essenziell für die Beurteilung hydrologischer Prozesse.
Die exakte Bestimmung hydrologischer Einzugsgebietsgrenzen ist in der Praxis ein schwieriges Unterfangen. Der Verlauf von Einzugsgebietsgrenzen unterhalb der Erdoberfläche ist nur mit erheblichem Aufwand festzustellen. Leichter zugänglich und deshalb auch einfacher umsetzbar ist die Bestimmung der oberirdischen Einzugsgebiete. Hierfür benötigt man lediglich Informationen über das Relief. In den meisten Fällen lässt sich dieser Bedarf heute schnell durch digitale Geländemodelle stillen.
Der Arbeitsablauf gliedert sich zunächst in die Vorprozessierung des digitalen Geländemodells und die Anwendung eines Abflussrouting-Algorithmus. Mit der vorgestellten Herangehensweise lässt sich die Betrachtungsskala, auf der Einzugsgebietsgrenzen identifiziert werden, steuern. Die Arbeitsschritte werden anhand des Oberlaufes am Rotbach (NRW) mit Hilfe der freien Software SAGA GIS skizziert.
Zur Vorprozessierung des digitalen Geländemodells zählen die Arbeitsschritte Resampling, die Füllung von Senken (siehe auch Post zu Senken und Hohlformen) und optional das Einbrennen eines Gewässernetzes. Anschließend werden per Abflussrouting die Fließpfade berechnet. Dafür stehen verschiedene Routing-Algorithmen wie z. B. Deterministic 8 oder Multiple Flow Direction zur Auswahl. Mit den resultierenden Informationen lassen sich anschließend flächendeckende Eigenschaften über die Entwässerungssituation und schließlich Einzugsgebiete ermitteln.